(57)【要約】  信頼性の高い配線部５２ａを有するシリコン配線埋込ガラス基板を提供する。  シリコン配線埋込ガラス基板は、対向する第１の主面ＳＦ１及び第２の主面ＳＦ２を有するガラス基板５４と、ガラス基板５４の内部に配置されたシリコン部材（５２ａ、５５）とを備える。シリコン部材（５２ａ、５５）は、ガラス基板５４の第１の主面ＳＦ１と第２の主面ＳＦ２の間を貫通する配線部５２ａと、第１の主面ＳＦ１の法線に垂直な方向において、配線部５２ａを囲む包囲部５５とを備える。
2011118789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する第１の主面及び第２の主面を有するシリコン配線埋込ガラス基板であって、
ガラス基体と、該ガラス基体を前記第１の主面から前記第２の主面に貫通するシリコン配線部と、前記第１の主面に平行な横断面において前記シリコン配線部を囲む包囲部と、を有することを特徴とするシリコン配線埋込ガラス基板。
【請求項２】
前記横断面における前記シリコン配線部の形状は、当該横断面における前記包囲部の内周の形状の相似形であることを特徴とする請求項１に記載のシリコン配線埋込ガラス基板。
【請求項３】
前記横断面における前記シリコン配線部の形状は、３以上の線分で囲まれた多角形であり、前記線分は曲線により接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のシリコン配線埋込ガラス基板。
【請求項４】
前記横断面における前記包囲部の内周の形状は、３以上の線分で囲まれた多角形であり、前記線分は曲線により接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のシリコン配線埋込ガラス基板。
【請求項５】
前記横断面における前記包囲部の外周の形状は、３以上の線分で囲まれた多角形であり、前記線分は曲線により接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のシリコン配線埋込ガラス基板。
【請求項６】
前記包囲部は、複数の前記シリコン配線部を囲んでいることを特徴とする請求項１及び３〜５のいずれか一項に記載のシリコン配線埋込ガラス基板。
【請求項７】
前記横断面において、前記包囲部の外周がシリコン配線埋込ガラス基板の外周に一致する請求項１〜６のいずれか一項に記載のシリコン配線埋込ガラス基板。
【請求項８】
シリコン基板の一主面に、不純物が添加された凸状のシリコン配線部と該シリコン配線部を囲む凸状の包囲部を形成する凸部形成工程と、
前記シリコン基板の一主面上において、熱を加えて軟化させたガラスで前記シリコン配線部及び前記包囲部を埋め込んでガラス基体部を形成するガラス埋込工程と、
前記シリコン配線部の上面及び前記包囲部の上面を含む平面と前記一主面の間にあるガラス基体部を除く余剰ガラスと前記シリコン基板とを除去すること基板化工程と、
を含むシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法。
【請求項９】
前記ガラス埋込工程は、
ガラス基板の主面を前記シリコン基板の一主面に重ね合わせる第１の工程と、
前記ガラス基板に熱を加えて軟化させて、当該ガラス基板の一部により前記シリコン配線部及び前記包囲部を埋め込む第２の工程と、
を含む請求項８記載のシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法。
【請求項１０】
前記凸部形成工程において、
前記シリコン基板の一主面に繋がっている前記シリコン配線部の基部の断面積が、前記シリコン配線部の他の部分の断面積よりも大きくなるように前記シリコン配線部を形成し、
前記基板化工程において、
前記基部とともに前記シリコン基板を除去する請求項８又は９に記載のシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法。
【請求項１１】
前記凸部形成工程において、
前記シリコン基板の一主面に繋がっている前記包囲部の基部の断面積が、前記包囲部の他の部分の断面積よりも大きくなるように前記包囲部を形成し、
前記基板化工程において、
前記基部とともに前記シリコン基板を除去する請求項８〜１０のうちのいずれか１つに記載のシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法。
【請求項１２】
前記凸部形成工程において、
シリコン基板の一主面に、複数の前記シリコン配線部を形成し、その１又は２以上のシリコン配線部をそれぞれ包囲する複数の前記包囲部が一体化された一体包囲部を形成し、
前記基板化工程の後に、
前記一体包囲部を切断することにより、それぞれ１又は２以上の前記包囲部と当該包囲部に内包されたシリコン配線部を含んでなる複数のシリコン配線埋込ガラス基板を作製する請求項８〜１１のうちのいずれか１つに記載のシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部にシリコン配線がシリコン配線埋込ガラス基板及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、微細な構造を有するガラス基板を製造する目的で、例えば、特許文献１に記載された技術が知られている。【０００３】
特許文献１に記載されたガラス材料からなるフラット基板の製造方法では、先ず、平坦なシリコン基板の表面に窪みを形成し、平坦なガラス基板にシリコン基板の窪みが形成された面を重ね合わせる。そして、ガラス基板を加熱することによりガラス基板の一部をこの窪みの中に埋め込む。その後、ガラス基板を再固化させ、フラット基板の表裏面を研磨し、シリコンを除去する。
【特許文献１】特表２００４−５２３１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シリコン基板の表面に形成する窪みの形状として、この窪みで周囲を囲まれた凸部を、シリコン基板の表面に形成する例がある。この例において、シリコン基板の凸部の周囲にガラス基板の一部を埋め込む時、凸部がガラス基板から力を受けて、シリコン基板から折れてしまう場合がある。また、その後にガラス基板を冷却する時、シリコンとガラスの熱膨張係数の違いに起因する力を受けて、凸部がシリコン基板から折れてしまう場合がある。【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、信頼性の高い配線部を有するシリコン配線埋込ガラス基板、及びその製造工程において配線部が受ける力を緩和することができるシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の目的を達成するために、本発明に係るシリコン配線埋込ガラス基板は、対向する第１の主面及び第２の主面を有するシリコン配線埋込ガラス基板であって、
ガラス基体と、該ガラス基体を前記第１の主面から前記第２の主面に貫通するシリコン配線部と、前記第１の主面に平行な横断面において前記シリコン配線部を囲む包囲部と、を有することを特徴とする。【０００７】
本発明のある態様では、シリコン配線埋込ガラス基板において、前記横断面における前記シリコン配線部の形状は、当該横断面における前記包囲部の内周の形状の相似形であることを特徴とする。【０００８】
本発明のある態様では、シリコン配線埋込ガラス基板において、前記横断面における前記シリコン配線部の形状は、３以上の線分で囲まれた多角形であり、前記線分は曲線により接続されていることを特徴とする。【０００９】
本発明のある態様では、シリコン配線埋込ガラス基板において、前記横断面における前記包囲部の内周の形状は、３以上の線分で囲まれた多角形であり、前記線分は曲線により接続されていることを特徴とする。【００１０】
本発明のある態様では、シリコン配線埋込ガラス基板において、前記横断面における前記包囲部の外周の形状は、３以上の線分で囲まれた多角形であり、前記線分は曲線により接続されていることを特徴とする。【００１１】
本発明のある態様では、シリコン配線埋込ガラス基板において、前記包囲部は、複数の前記シリコン配線部を囲んでいることを特徴とする。【００１２】
本発明のある態様では、シリコン配線埋込ガラス基板において、前記横断面において、前記包囲部の外周がシリコン配線埋込ガラス基板の外周に一致する。【００１３】
また、本発明に係るシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法は、シリコン基板の一主面に、不純物が添加された凸状のシリコン配線部と該シリコン配線部を囲む凸状の包囲部を形成する凸部形成工程と、
前記シリコン基板の一主面上において、熱を加えて軟化させたガラスで前記シリコン配線部及び前記包囲部を埋め込んでガラス基体部を形成するガラス埋込工程と、
前記シリコン配線部の上面及び前記包囲部の上面を含む平面と前記一主面の間にあるガラス基体部を除く余剰ガラスと前記シリコン基板とを除去すること基板化工程と、
を含むことを特徴とする。【００１４】
本発明のある態様では、前記シリコン配線埋込ガラス基板の製造方法において、
前記ガラス埋込工程は、
ガラス基板の主面を前記シリコン基板の一主面に重ね合わせる第１の工程と、
前記ガラス基板に熱を加えて軟化させて、当該ガラス基板の一部により前記シリコン配線部及び前記包囲部を埋め込む第２の工程と、
を含む。【００１５】
本発明のある態様では、前記シリコン配線埋込ガラス基板の製造方法において、
前記凸部形成工程において、
前記シリコン基板の一主面に繋がっている前記シリコン配線部の基部の断面積が、前記シリコン配線部の他の部分の断面積よりも大きくなるように前記シリコン配線部を形成し、
前記基板化工程において、
前記基部とともに前記シリコン基板を除去する。【００１６】
本発明のある態様では、前記シリコン配線埋込ガラス基板の製造方法において、
前記凸部形成工程において、
前記シリコン基板の一主面に繋がっている前記包囲部の基部の断面積が、前記包囲部の他の部分の断面積よりも大きくなるように前記包囲部を形成し、
前記基板化工程において、
前記基部とともに前記シリコン基板を除去する。【００１７】
本発明のある態様では、前記シリコン配線埋込ガラス基板の製造方法において、
前記凸部形成工程において、
シリコン基板の一主面に、複数の前記シリコン配線部を形成し、その１又は２以上のシリコン配線部をそれぞれ包囲する複数の前記包囲部が一体化された一体包囲部を形成し、
前記基板化工程の後に、
前記一体包囲部を切断することにより、それぞれ１又は２以上の前記包囲部と当該包囲部に内包されたシリコン配線部を含んでなる複数のシリコン配線埋込ガラス基板を作製する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のシリコン配線埋込ガラス基板によれば、配線部の信頼性を高めることができる。また、本発明のシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法によれば、その製造工程において配線部が受ける力を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係わる半導体装置のうちパッケージ蓋の構成を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係わる半導体装置のうちパッケージ蓋を除く構成を示す斜視図である。
【図２】図１の加速度センサチップＡの概略構成を示す分解斜視図である。
【図３】図２の加速度センサチップＡの概略構成を示す断面図である。
【図４】図４（ａ）は、図２及び図３に示した第１の固定基板２の形成に用いられるガラス基板２０の一例としてのシリコン配線埋込ガラス基板の構成を示す上面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ切断面における断面図であり、図４（ｃ）は、シリコン配線埋込ガラス基板の投影図である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｅ）は、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示したシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｄ）は、第１の変形例に係わる配線部及び包囲部の形状を示す上面図である。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｈ）は、第２の変形例に係わる配線部及び包囲部の形状を示す上面図である。
【図８】図８（ａ）〜図８（ｅ）は、第２の実施の形態に係わるシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図９】図９（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係わる半導体装置のうちパッケージ蓋の構成を示す斜視図であり、図９（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態に係わる半導体装置のうちパッケージ蓋を除く構成を示す斜視図である。
【図１０】図９の加速度センサチップＡの概略構成を示す分解斜視図である。
【図１１】図９の加速度センサチップＡの概略構成を示す断面図である。
【図１２】図７（ｇ）に示すシリコン配線埋込ガラス基板を作製する変形例のシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法において、複数のシリコン配線部をそれぞれ包囲する複数の包囲部が一体化された一体包囲部を形成したときの上面図である。
【符号の説明】
【００２０】
５１    シリコン基板
５２、５２ａ    配線部
５２ｂ    基部
５４    ガラス基板
５５    包囲部
５６    第２の金属膜
ＳＦ１    第１の主面
ＳＦ２    第２の主面
Ｍ    内周
Ｃ    外周
Ｌ１〜Ｌ４    線分
Ｒ１〜Ｒ４    曲線
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付している。【００２２】
（第１の実施の形態）
図１（ａ）及び図１（ｂ）を参照して、本発明の第１の実施の形態に係わる半導体装置の概略構成を説明する。半導体装置は、ＭＥＭＳデバイスの一例としての加速度センサチップＡと、加速度センサチップＡから出力された信号を処理する信号処理回路が形成された制御ＩＣチップＢと、加速度センサチップＡ及び制御ＩＣチップＢが収納された表面実装型のパッケージ１０１とを備える。【００２３】
パッケージ１０１は、図１（ｂ）における上面に位置する一面が開放された箱形の形状を有するプラスチックパッケージ本体１０２と、パッケージ１０１の開放された一面を閉塞するパッケージ蓋（リッド）１０３とを備える。プラスチックパッケージ本体１０２は、加速度センサチップＡ及び制御ＩＣチップＢに電気的に接続される複数のリード１１２を備える。各リード１１２は、プラスチックパッケージ本体１０２の外側面から導出されたアウタリード１１２ｂと、プラスチックパッケージ本体１０２の内側面から導出されたインナリード１１２ａとを備える。各インナリード１１２ａは、ボンディングワイヤＷを通じて、制御ＩＣチップＢが備える各パッドに電気的に接続されている。【００２４】
加速度センサチップＡは、加速度センサチップＡの外周形状に基づいて規定した仮想三角形の３つの頂点に対応する３箇所に配置された接着部１０４により、プラスチックパッケージ本体１０２の底部に位置する搭載面１０２ａに固着されている。接着部１０４は、プラスチックパッケージ本体１０２に連続して一体に突設されている円錐台状の突起部と、この突起部を被覆する接着剤とからなる。接着剤は、例えば、弾性率が１ＭＰａ以下のシリコーン樹脂などのシリコーン系樹脂からなる。【００２５】
ここで、加速度センサチップＡは、金属電極からなる複数のパッドを備える。総てのパッドは、プラスチックパッケージ本体１０２の開放された一面に対向する加速度センサチップＡの主面において、この主面の１辺に沿って配置されている。この１辺の両端の２箇所と、当該１辺に平行な辺の１箇所（例えば、中央部）との３箇所とに頂点を有する仮想三角形の各頂点に接着部１０４が位置している。これにより、各パッドにボンディングワイヤＷを安定してボンディングすることができる。なお、接着部１０４の位置に関し、上記１辺に平行な辺の１箇所については、中央部に限らず、例えば、両端の一方でもよいが、中央部の方が半導体素子Ａをより安定して支持することができるとともに、各パッドにボンディングワイヤＷを安定してボンディングすることができる。【００２６】
制御ＩＣチップＢは、単結晶シリコン等から成る半導体基板上に形成された複数の半導体素子、これらを接続する配線、及び半導体素子や配線を外部環境から保護するパッシベーション膜からなる半導体チップである。そして、制御ＩＣチップＢの裏面全体がシリコーン系樹脂によりプラスチックパッケージ本体１０２の底面に固着されている。制御ＩＣチップＢ上に形成される信号処理回路は、加速度センサチップＡの機能に応じて適宜設計すればよく、加速度センサチップＡと協働するものであればよい。例えば、制御ＩＣチップＢをＡＳＩＣ（Application  Specific  ＩＣ）として形成することができる。【００２７】
図１の半導体装置を製造するには、先ず、加速度センサチップＡ及び制御ＩＣチップＢをプラスチックパッケージ本体１０２に固着するダイボンディング工程を行う。そして、加速度センサチップＡと制御ＩＣチップＢとの間、制御ＩＣチップＢとインナリード１１２ａとの間を、それぞれボンディングワイヤＷを介して電気的に接続するワイヤボンディング工程を行う。その後、樹脂被覆部１１６を形成する樹脂被覆部形成工程を行い、続いて、パッケージ蓋（リッド）１０３の外周を、プラスチックパッケージ本体１０２に接合するシーリング工程を行う。これにより、プラスチックパッケージ本体１０２の内部は気密状態で封止される。なお、パッケージ蓋１０３の適宜部位には、レーザマーキング技術により、製品名称や製造日時などを示す表記１１３が形成されている。【００２８】
なお、制御ＩＣチップＢが１枚のシリコン基板を用いて形成されているのに対して、加速度センサチップＡは、積層された複数の基板を用いて形成されている。よって、加速度センサチップＡの厚みが制御ＩＣチップＢの厚みに比べて厚くなっているので、プラスチックパッケージ本体１０２の底部において加速度センサチップＡを搭載する搭載面１０２ａを制御ＩＣチップＢの搭載部位よりも凹ませてある。したがって、プラスチックパッケージ本体１０２の底面について、加速度センサチップＡを搭載する部位の厚みは他の部位に比べて薄くなっている。【００２９】
更に、本発明の第１の実施の形態では、プラスチックパッケージ本体１０２の外形を直方体としてあるが、これは一例であり、加速度センサチップＡや制御ＩＣチップＢの外形、リード１１２の本数やピッチなどに応じて適宜設定すればよい。【００３０】
プラスチックパッケージ本体１０２の材料とては、熱可塑性樹脂の一種であって、酸素および水蒸気の透過率が極めて低い液晶性ポリエステル（ＬＣＰ）を採用する。しかし、ＬＣＰに限らず、例えば、ポリフェニレンサルファイト（ＰＰＳ）、ポリビスアミドトリアゾール（ＰＢＴ）などを採用してもよい。【００３１】
また、各リード１１２の材料、つまり、各リード１１２の基礎となるリードフレームの材料としては、銅合金の中でもばね性の高いりん青銅を採用する。ここでは、リードフレームとして、材質がりん青銅で板厚が０．２ｍｍのリードフレームを用い、厚みが２μｍ〜４μｍのＮｉ膜と、厚みが０．２μｍ〜０．３μｍのＡｕ膜との積層膜からなるめっき膜を電解めっき法により形成してある。これにより、ワイヤボンディングの接合信頼性と半田付け信頼性とを両立させることができる。また、熱可塑性樹脂成形品のプラスパッケージ本体１０２は、リード１１２が同時一体に成形されている。しかし、熱可塑性樹脂であるＬＣＰにより形成されるプラスチックパッケージ本体１０２とリード１１２のＡｕ膜とは密着性が低い。したがって、上述のリードフレームのうちプラスチックパッケージ本体１０２に埋設される部位にパンチ穴を設けることで各リード１１２が抜け落ちるのを防止する。【００３２】
また、図１の半導体装置は、インナリード１１２ａの露出部位およびその周囲を覆う樹脂被覆部１１６が設けられている。樹脂被覆部１１６は、例えば、アミン系エポキシ樹脂などのエポキシ系樹脂などの非透湿性の樹脂からなる。ワイヤボンディング工程の後に、ディスペンサを用いてこの非透湿性の樹脂を塗布し、これを硬化させることで、気密性を向上させている。なお、この非透湿性の樹脂に代えてセラミックスを用いてもよく、セラミックスを用いる場合には、プラズマ溶射などの技術を用いて局所的に吹き付ければよい。【００３３】
また、ボンディングワイヤＷとしては、Ａｌワイヤに比べて耐腐食性の高いＡｕワイヤを用いる。また、直径が２５μｍのＡｕワイヤを採用するが、これに限らず、例えば、直径が２０μｍ〜５０μｍのＡｕワイヤから適宜選択すればよい。【００３４】
図２を参照して、図１の加速度センサチップＡの概略構成を説明する。加速度センサチップＡは、静電容量型の加速度センサチップであって、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）
基板１０を用いて形成されたセンサ本体１と、ガラス基板２０を用いて形成された第１の固定基板２と、ガラス基板３０を用いて形成された第２の固定基板３とを備えている。第１の固定基板２は、センサ本体１の一表面側（図２における上面側）に固着され、第２の固定基板３は、センサ本体１の他表面側（図２における下面側）に固着される。第１及び第２の固定基板２、３はセンサ本体１と同じ外形寸法に形成されている。【００３５】
なお、図２は、センサ本体１、第１の固定基板２及び第２の固定基板３のそれぞれの構成を示すべく、センサ本体１、第１の固定基板２及び第２の固定基板３が分離した状態を示している。また、センサ本体１は、ＳＯＩ基板１０に限らず、例えば、絶縁層を備えない通常のシリコン基板を用いて形成してもよい。また、第１及び第２の固定基板２、３は、それぞれ、シリコン基板及びガラス基板のどちらで形成してもかまわない。【００３６】
センサ本体１は、２つの平面視矩形状の開口窓１２が上記一表面に沿って並設するフレーム部１１と、フレーム部１１の各開口窓１２の内側に配置された２つの平面視矩形状の重り部１３と、フレーム部１１と重り部１３との間を連結する各一対の支持ばね部１４とを備える。【００３７】
２つの平面視矩形状の重り部１３は、第１及び第２の固定基板２、３からそれぞれ離間して配置されている。第１の固定基板２に対向する各重り部１３の主面上に可動電極１５Ａ、１５Ｂがそれぞれ配置されている。重り部１３の周囲を囲むフレーム部１１の外周全体が第１及び第２の固定基板２、３に接合されている。これにより、フレーム部１１と第１及び第２の固定基板２、３は、重り部１３及び後述する固定子１６を収納するチップサイズパッケージを構成している。【００３８】
一対の支持ばね部１４は、フレーム部１１の各開口窓１２の内側で重り部１３の重心を通る直線に沿って重り部１３を挟む形で配置されている。各支持ばね部１４は、ねじれ変形が可能なトーションばね（トーションバー）であって、フレーム部１１及び重り部１３に比べて薄肉に形成されており、重り部１３は、フレーム部１１に対して一対の支持ばね部１４の回りで変位可能となっている。【００３９】
センサ本体１のフレーム部１１には、各開口窓１２それぞれに連通する平面視矩形状の窓孔１７が２つの開口窓１２と同じ方向に並設されている。各窓孔１７の内側には、それぞれ２つの固定子１６が一対の支持ばね部１４の並設方向に沿って配置されている。【００４０】
各固定子１６と窓孔１７の内周面との間、各固定子１６と重り部１３の外周面との間、及び隣り合う固定子１６同士の間には、それぞれ隙間が形成され、互いに分離独立して電気的に絶縁されている。各固定子１６は、第１及び第２の固定基板２、３にそれぞれ接合されている。また、センサ本体１の一表面側において、各固定子１６には、例えば、Ａｌ−Ｓｉ膜などの金属薄膜からなる円形状の電極パッド１８が形成されている。また同様に、フレーム部１１において隣り合う窓孔１７の間の部位にも、例えば、Ａｌ−Ｓｉ膜などの金属薄膜からなる円形状の電極パッド１８が形成されている。【００４１】
各固定子１６に形成された各電極パッド１８は、後述の各固定電極２５に電気的にそれぞれ接続され、フレーム部１１に形成された電極パッド１８は、可動電極１５Ａ及び可動電極１５Ｂに電気的に接続されている。以上説明した複数の電極パッド１８は、加速度センサチップＡの矩形状の外周形状の１辺に沿って配置されている。【００４２】
第１の固定基板２は、第１の固定基板２の第１の主面とこれに対向する第２の主面（センサ本体１に重なり合う面）との間を貫通している複数の配線２８と、第１の主面の法線に垂直な方向において配線２８を囲む筒状体２９と、第２の主面上に形成された複数の固定電極２５とを備える。【００４３】
固定電極２５Ａａ及び固定電極２５Ａｂは、対を成して可動電極１５Ａに対向して配置されている。同様に、固定電極２５Ｂａ及び固定電極２５Ｂｂは、対を成して可動電極１５Ｂに対向して配置されている。各固定電極２５は、例えば、Ａｌ−Ｓｉ膜などの金属薄膜からなる。【００４４】
各配線２８は、第１の固定基板２の第２の主面において、センサ本体１の電極パッド１８にそれぞれ電気的に接続されている。図示は省略するが、第１の固定基板２の第１の主面のうち配線２８の他端が位置する領域には金属電極が形成されている。図１のボンディングワイヤＷは、この金属電極（パッド）に接続されている。これにより、電極パッド１８を介して、各固定電極２５の電位及び可動電極１５の電位をそれぞれ加速度センサチップＡの外部へ取り出すことができる。なお、筒状体２９は、配線２８と同じ材質、例えば、不純物が高濃度に添加されたシリコンで形成してもよい。この場合、筒状体２９の両端部を、配線２８と同様にして、センサ本体１の電極パッド１８及び金属電極（パッド）に接続してもよい。これにより、接触面積が増えるので、電気的接続の信頼性が高まり、接続抵抗が低減される。【００４５】
第２の固定基板３の一表面（センサ本体１に重なり合う面）であって、重り部１３と対応する位置に、例えば、Ａｌ−Ｓｉ膜などの金属薄膜からなる付着防止膜３５が配置されている。付着防止膜３５は、変位する重り部１３の付着を防止する。【００４６】
図３を参照して、図２の加速度センサチップＡの断面構成を説明する。図３は、一対の支持ばね部１４を通る直線に垂直な切断面における加速度センサチップＡの構成を示す。センサ本体１はＳＯＩ基板１０を用いて形成されている。ＳＯＩ基板１０は、単結晶シリコンからなる支持基板１０ａと、支持基板１０ａの上に配置されたシリコン酸化膜からなる絶縁層１０ｂと、絶縁層１０ｂの上に配置されたｎ形のシリコン層（活性層）１０ｃとを有する。【００４７】
センサ本体１のうち、フレーム１１及び固定子１６は、第１の固定基板２及び第２の固定基板３に接合されている。これに対して、重り部１３は、第１及び第２の固定基板２、３からそれぞれ離間して配置され、一対の支持ばね部１４によりフレーム１１に支持されている。【００４８】
重り部１３の過度の変位を規制する複数の微小な突起部１３ｃが、重り部１３における第１及び第２の固定基板２、３のそれぞれとの対向面から突設されている。重り部１３には、矩形状に開口された凹部１３ａ、１３ｂが形成されている。凹部１３ａ、１３ｂは互いに大きさが異なるため、一対の支持ばね部１４を通る直線を境にして、重り部１３の左右の質量が異なっている。【００４９】
第１の固定基板２の配線２８の一端は、電極パッド１８に電気的に接続されている。電極パッド１８は、固定子１６、連絡用導体部１６ｄ、金属配線２６を通じて、固定電極２５に接続されている。配線２８の他端は、第１の固定基板２の第１の主面に表出している。そして、図１のボンディングワイヤＷは、配線２８の他端に接続された金属電極（パッド）にボンディングされている。一方、筒状体２９は、配線２８から一定の間隔をおいて配線２８の周りを取り囲んでいる。筒状体２９の一端は、電極パッド１８に電気的に接続され、その他端は、第１の固定基板２の第１の主面に表出している。筒状体２９と配線２８との隙間には、ガラス基板２０が配置されている。【００５０】
上述の加速度センサチップＡは、センサ本体１に設けられた可動電極１５と第１の固定基板２に設けられた固定電極２５との対を４対有し、可動電極１５と固定電極２５との対ごとに可変容量コンデンサが構成されている。加速度センサチップＡ、すなわち重り部１３に加速度が加わると、支持ばね部１４がねじれて、重り部１３が変位する。これにより、対をなす固定電極２５と可動電極１５との対向面積及び間隔が変化し、可変容量コンデンサの静電容量が変化する。よって、加速度センサチップＡは、この静電容量の変化から加速度を検出することができる。【００５１】
このように、ＭＥＭＳデバイスの一例としての加速度センサチップＡは、入力された電気信号に基づいて、センシング対象（加速度）に応じた電気信号を出力するセンサ本体１と、センサ本体１を支持する第１の固定基板２及び第２の固定基板３とを備える。第１の固定基板２に埋め込まれた配線２８は、センサ本体１に入力される電気信号及びセンサ本体１から出力される電気信号を伝達する。【００５２】
次に、図４（ａ）〜図４（ｃ）を参照して、図２及び図３に示した第１の固定基板２の形成に用いられるガラス基板２０の一例としてのシリコン配線埋込ガラス基板の構成を説明する。図４（ｃ）は、シリコン配線埋込ガラス基板を斜め方向から見たときの投影図である。シリコン配線埋込ガラス基板は、対向する第１の主面ＳＦ１及び第２の主面ＳＦ２を有するガラス基板５４と、ガラス基板５４の内部に配置されたシリコン部材（５２ａ、５５）とを備える。シリコン部材（５２ａ、５５）は、ガラス基板５４の第１の主面ＳＦ１と第２の主面ＳＦ２の間を貫通する配線部５２ａと、第１の主面ＳＦ１の法線に垂直な方向において、言い換えれば、第１の主面ＳＦ１に平行な断面で見たときにその断面内において、配線部５２ａを囲む包囲部５５とを備える。尚、本明細書において、第１の主面ＳＦ１に平行な断面を横断面という。【００５３】
図４（ａ）は、第１の主面ＳＦ１に平行な断面における配線部５２ａ及び包囲部５５の平面形状を示す。第１の主面ＳＦ１に平行な断面における配線部５２ａの形状は、３以上の線分で囲まれた多角形の一例として、４つの線分Ｌ１〜Ｌ４で囲まれた四角形であり、４つの線分Ｌ１〜Ｌ４は曲線Ｒ１〜Ｒ４により接続されている。すなわち、配線部５２ａの形状は、４つの角が曲線状に面取りされた四角形である。【００５４】
包囲部５５は、配線部５２ａの外周から一定の間隔だけ離間して配置されたリング状の形状を有する。第１の主面ＳＦ１に平行な断面における包囲部５５の内周Ｍの形状は、３以上の線分で囲まれた多角形の一例として、４つの線分で囲まれた四角形であり、４つの線分は曲線により接続されている。すなわち、包囲部５５の内周Ｍの形状は、４つの角が曲線で繋がれた四角形である。【００５５】
同様にして、第１の主面ＳＦ１に平行な断面における包囲部５５の外周Ｃの形状は、３以上の線分で囲まれた多角形の一例として、４つの線分で囲まれた四角形であり、４つの線分は曲線により接続されている。すなわち、包囲部５５の外周Ｃの形状は、４つの角が曲線状に面取りされた四角形である。【００５６】
また、配線部５２ａ、包囲部５５の内周Ｍ、及び包囲部５５の外周Ｃは、同心上に配置された四角形の形状を有する。このように、第１の主面ＳＦ１に平行な断面における配線部５２ａの形状は、同じ断面における包囲部５５の内周Ｍの形状の相似形である。更に、包囲部５５の外周Ｃの形状も配線部５２ａの形状と相似形である。【００５７】
図４（ａ）に示す配線部５２ａ及び包囲部５５の形状は、第１の主面ＳＦ１に平行な任意の断面において同じである。【００５８】
図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ切断面におけるシリコン配線埋込ガラス基板の断面構成を示す。配線部５２ａは、ガラス基板５４の第１の主面ＳＦ１の法線に沿って延伸され、配線部５２ａの両端部は、第１の主面ＳＦ１及び第２の主面ＳＦ２に表出している。包囲部５５は、配線部５２ａから一定の間隔をおいて配置され、包囲部５５の両端部も、第１の主面ＳＦ１及び第２の主面ＳＦ２に表出している。【００５９】
ガラス基板５４は、例えば、ナトリウムなどのアルカリ金属を含むガラス材料で構成すればよい。また、シリコン部材（５２ａ、５５）は、ｎ型又はｐ型の不純物が高濃度に添加された単結晶シリコンで構成すればよい。【００６０】
このように、シリコン配線埋込ガラス基板は、ガラス基板５４にシリコン部材（５２ａ、５５）が埋め込まれたものである。配線部５２ａの両端部は、ガラス基板５４の第１の主面ＳＦ１及び第２の主面ＳＦ２に表出している。そして、包囲部５５は、配線部５２ａの周りを取り囲んでいる。よって、図４の配線部５２ａ及び包囲部５５を図２及び図３に示した配線２８及び筒状体２９にそれぞれ当てはめ、図４のガラス基板５４を図２及び図３に示したガラス基板２０に当てはめる。これにより、図２及び図３に示した第１の固定基板２の形成に用いられるガラス基板２０に、図４に示したシリコン配線埋込ガラス基板を適用することができる。この場合、図４の配線部５２ａは、図２及び図３に示したセンサ本体１に入力される電気信号及びセンサ本体１から出力される電気信号を伝達する。【００６１】
図５（ａ）〜図５（ｅ）を参照して、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示したシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法を説明する。【００６２】
（イ）先ず、図５（ｂ）に示すように、単結晶シリコンから成るシリコン基板５１の第１の主面ＳＦ１に、不純物が添加された単結晶シリコンからなる凸状の配線部５２及び配線部５２を囲む凸状の包囲部５５を形成する（第１の工程）。なお、予め、シリコン基板５１の全体には、ｐ型或いはｎ型の不純物が添加され、シリコン基板５１の電気抵抗は十分に小さい。ここでは、シリコン基板５１の全体に不純物を添加する場合を説明するが、シリコン基板５１全体に添加されていなくても構わない。少なくとも、配線部５２及び配線部５５として残す部分の深さまで不純物が添加されていればよい。第１の工程において、配線部５２の基部５２ｂの断面積が、配線部５２の他の部分５２ａの断面積よりも大きくなるように配線部５２を形成する。例えば、基部５２ｂを、シリコン基板５１の第２の主面ＳＦ２に向かって拡がるテーパー形状に形成する。【００６３】
（ロ）詳細には、図５（ａ）に示すように、先ず、対向する第１の主面（図５における上面）ＳＦ１及び第２の主面（図５における下面）ＳＦ２を有するシリコン基板５１を用意する。シリコン基板５１の第１の主面ＳＦ１全体に、ｐ型或いはｎ型の不純物イオンをイオン注入する。その後、シリコン基板５１を加熱することにより、注入された不純物イオンを活性化させる。これにより、シリコン基板５１全体の電気抵抗を十分に小さくすることができる。なお、ここでは、シリコン基板５１の全体に不純物を添加する場合を説明するが、シリコン基板５１全体に添加されていなくても構わない。少なくとも、シリコン部材（５２ａ、５５）として残す部分の深さまで不純物が添加されていればよい。そして、シリコン基板５１の第１の主面ＳＦ１の配線部５２及び包囲部５５を形成する領域に、金属膜を選択的に形成する。具体的には、フォトリソグラフィ方法、及びメッキ処理、スパッタリング、或いは化学的気相成長法（ＣＶＤ）等の成膜方法により、シリコン基板５１の第１の主面ＳＦ１上に、金属膜を形成する。【００６４】
（ハ）図５（ｂ）に示すように、金属膜よりもシリコン基板５１のエッチング速度が速い異方性のエッチング方法を用いて、シリコン基板５１の第１の主面ＳＦ１を選択的に除去する。具体的には、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）水溶液をエッチャントとするウェットエッチングや反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などのドライエッチングによりシリコン基板５１の第１の主面ＳＦ１の所定領域を除去する。この時、金属膜はエッチングマスクとして機能する。よって、金属膜が形成されていない、シリコン基板５１の第１の主面ＳＦ１の所定領域を選択的に除去することができる。以上の段階を経て、シリコン基板５１の第１の主面ＳＦ１に配線部５２及び包囲部５５を形成する。【００６５】
（ニ）図５（ｃ）に示すように、対向する第３の主面（図５における下面）ＳＦ３及び第４の主面（図５における上面）ＳＦ４を有するガラス基板５４の第３の主面ＳＦ３をシリコン基板５１の第１の主面ＳＦ１に重ね合わせる（第２の工程）。なお、重ね合わせたシリコン基板５１とガラス基板５４を、陽極接合、表面活性化結合、樹脂接着などの方法により接合してもよい。【００６６】
（ホ）その後、図５（ｄ）に示すように、ガラス基板５４に熱を加えて軟化させて、ガラス基板５４の一部をシリコン基板５１の配線部５２及び包囲部５５の周囲に埋め込む（第３の工程）。具体的には、平坦な板状の加熱・加圧治具でガラス基板５４とシリコン基板５１を挟み、ガラス基板５４をその屈伏点よりも高く且つシリコンの融点よりも低い温度まで加熱して軟化させる。そして、加熱・加圧治具を用いて、ガラス基板５４とシリコン基板５１をプレスする。プレス処理及びガラスの自重によって、軟化したガラス基板５４の一部は、シリコン基板５１の配線部５２及び包囲部５５の周囲に埋め込まれる。この時、配線部５２と包囲部５５の間にも、ガラス基板５４の一部が埋め込まれる。なお、ガラス基板５４の一部を埋め込む為に、プレス処理を省略しても構わない。例えば、シリコン基板５１を十分に高い温度（例えば８５０℃）まで加熱してシリコン基板５１の流動性を高め、ガラスの自重のみによってガラス基板５４の一部を埋め込んでもよい。なお、ガラス基板５４とシリコン基板５１の配置を入れ替えた場合、ガラスの自重の代りに、シリコン基板５１の自重となる。【００６７】
（へ）その後、ガラス基板５４を冷却する（第４の工程）。そして、ガラス基板５４のうち、配線部５２ａ及び包囲部５５の周囲に埋め込まれた部分を残し、その他の部分を除去する。例えば、ガラス基板５４の第４の主面ＳＦ４に配線部５２ａ及び包囲部５５の頂上面が露出するまで、ガラス基板５４の第４の主面ＳＦ４を均一に除去する。【００６８】
具体的には、先ず、ガラス基板５４の第４の主面ＳＦ４に対して、ダイヤモンド砥石を用いた研削を実施する。この研削（グラインダー）は、ガラス基板５４の第４の主面ＳＦ４に配線部５２ａ及び包囲部５５が露出するまで実施する。その後、ガラス基板５４の第４の主面ＳＦ４に対して、例えば、化学機械研磨（ＣＭＰ）を実施する。これにより、配線部５２ａ及び包囲部５５の頂上面が露出したガラス基板５４の第４の主面ＳＦ４を、鏡面に仕上げることができる。【００６９】
（ト）シリコン基板５１のうち、ガラス基板５４の一部がその周囲に埋め込まれた配線部５２ａ及び包囲部５５を残し、その他の部分を除去する（第５の工程）。第５段階において、配線部５２の基部５２ｂを同時に除去する。例えば、シリコン基板５１の第２の主面ＳＦ２にガラス基板５４が露出するまで、シリコン基板５１の第２の主面ＳＦ２を均一に除去する。
尚、本明細書において、ガラスにその周囲に埋め込まれた配線部５２ａ及び包囲部５５を残してガラス基板とシリコン基板とを除去する工程を基板化工程という。【００７０】
具体的には、先ず、シリコン基板５１の第２の主面ＳＦ２に対して、ダイヤモンド砥石を用いた研削を実施する。この研削は、シリコン基板５１の第２の主面ＳＦ２に配線部５２の基部５２ｂを除くその他の部分５２ａ及び包囲部５５が露出するまで実施する。その後、シリコン基板５１の第２の主面ＳＦ２に対して、化学機械研磨（ＣＭＰ）を実施する。これにより、配線部５２の基部５２ｂを除くその他の部分５２ａ及び包囲部５５が露出したシリコン基板５１の第２の主面ＳＦ２を、鏡面に仕上げることができる。以上の工程を経て、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示したシリコン配線埋込ガラス基板を製造することができる。【００７１】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。【００７２】
軟化したガラスを配線部５２ａの周囲を押し込む際に配線部５２ａがガラスから受ける力や、その後にガラスを冷却する際にガラスとシリコンとの熱膨張係数の違いに起因して配線部５２ａがガラスから受ける力により、配線部５２ａを支持するシリコン基板５１から配線部５２ａが折れるなどの棄損が発生するおそれがあった。しかし、本発明の第１の実施の形態では、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示したように、同じシリコン部材として、配線部５２ａを囲む包囲部５５を同時にガラス基板５４の内部に配置する。これにより、その製造工程において配線部５２ａが受ける力を包囲部５５が遮り、配線部５２ａの棄損を抑制することができる。よって、信頼性の高い配線部５２ａを有するシリコン配線埋込ガラス基板を提供することができる。【００７３】
また、図４（ａ）に示したように、第１の主面ＳＦ１に平行な断面における配線部５２ａの形状は、同じ断面における包囲部５５の内周の形状の相似形である。これにより、包囲部５５の形成が容易になる。【００７４】
また、第１の主面ＳＦ１に平行な断面における配線部５２ａの形状は、４つの線分Ｌ１〜Ｌ４で囲まれた四角形であり、４つの線分Ｌ１〜Ｌ４は曲線Ｒ１〜Ｒ４により接続されている。これにより、配線部５２ａの強度が増加する。【００７５】
また、第１の主面ＳＦ１に平行な断面における包囲部５５の内周の形状は、４つの線分で囲まれた四角形であり、４つの線分は曲線により接続されている。これにより、包囲部５５の強度が増加する。【００７６】
また、第１の主面ＳＦ１に平行な断面における包囲部５５の外周の形状は、４つの線分で囲まれた四角形であり、４つの線分は曲線により接続されている。これにより、包囲部５５の強度が増加する。【００７７】
また、図５（ａ）〜図５（ｅ）に示したように、第１の工程において、少なくとも配線部５２の基部５２ｂの断面積が、配線部５２の他の部分５２ａの断面積よりも大きくなるように配線部５２を形成する。これにより、凸状の配線部５２の根元部分の強度が増すので、第３の工程及び第４の工程における配線部５２の折れなどの破損を更に抑制することができる。第５段階において、配線部５２の基部５２ｂを同時に除去するので、配線部５２ａの最終形状の精度が良くなる。すなわち、配線部５２の基部５２ｂを除くその他の部分５２ａの断面形状が均一になる。【００７８】
（第１の変形例）
図４（ａ）に示した配線部５２ａ及び包囲部５５の形状は一例であって、配線部５２ａ及び包囲部５５は、その他にも様々な形状を取ることができる。【００７９】
例えば、図６（ａ）に示すように、配線部６２ａの形状は、４つの線分で囲まれた四角形であって、４つの線分は直接接続されていても構わない。すなわち、配線部６２ａの形状は、４つの角が曲線状に面取りされていない四角形であってもよい。配線部６２ａの重心位置は、包囲部５５の重心位置と一致している。なお、図６（ａ）の包囲部５５は、図４（ａ）のそれと同じであり、説明を省略する。【００８０】
また、図６（ｂ）に示すように、配線部７２ａの形状は、円形或いは楕円形であってもよい。配線部７２ａの中心位置は、包囲部５５の重心位置と一致している。なお、図６（ｂ）の包囲部５５も、図４（ａ）のそれと同じである。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第１の主面ＳＦ１に平行な断面における配線部５２ａの形状が、同じ断面における包囲部５５の内周の形状の相似形でない例に相当する。【００８１】
また、図６（ｃ）に示すように、配線部７２ａの形状が円形或いは楕円形であり、且つ包囲部６５の形状も、配線部７２ａと同心上に配置された円形或いは楕円形であってもよい。【００８２】
また、図６（ｄ）に示すように、配線部６２ａの形状が面取りの無い四角形であり、且つ包囲部７５の形状も面取りの無い四角形であってもよい。配線部６２ａの重心位置は、包囲部７５の重心位置と一致している。図６（ｃ）及び図６（ｄ）は、第１の主面ＳＦ１に平行な断面における配線部７２ａ、６２ａの形状が、同じ断面における包囲部６５、７５の内周の形状の相似形である例に相当する。【００８３】
（第２の変形例）
図４（ａ）及び図６（ａ）〜図６（ｄ）に示した配線部５２ａ、６２ａ、７２ａの数はそれぞれ１つであったが、複数であっても構わない。すなわち、包囲部５５、７５は、複数の配線部５２ａ、６２ａ、７２ａを囲んでいてもよい。複数の配線部５２ａ、６２ａ、７２ａの一部に例えば折れが発生しても残りの配線部５２ａ、６２ａ、７２ａにより導通を確保することができるので、オープン不良の確率が下がる。【００８４】
図７（ａ）は、包囲部５５の内側に、縦横２×２で配列された４つの配線部５２ａが配置されている例を示す。図７（ｂ）は、包囲部５５の内側に、縦横２×５で配列された１０個の配線部５２ａが配置されている例を示す。【００８５】
図７（ｃ）は、包囲部５５の内側に、縦横２×２で配列された４つの配線部６２ａが配
置されている例を示す。図７（ｄ）は、包囲部５５の内側に、縦横２×５で配列された１
０個の配線部６２ａが配置されている例を示す。【００８６】
図７（ｅ）は、包囲部５５の内側に、縦横２×２で配列された４つの配線部７２ａが配置されている例を示す。図７（ｆ）は、包囲部５５の内側に、縦横２×５で配列された１０個の配線部７２ａが配置されている例を示す。【００８７】
図７（ｇ）は、包囲部７５の内側に、縦横２×２で配列された４つの配線部６２ａが配置されている例を示す。図７（ｈ）は、包囲部７５の内側に、縦横２×５で配列された１０個の配線部６２ａが配置されている例を示す。【００８８】
（第３の変形例）
以上の例では、主として、包囲部７５の外周がシリコン配線埋込ガラス基板の外周より内側に形成されている例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、包囲部７５の外周がシリコン配線埋込ガラス基板の外周に一致するように包囲部７５が形成されていてもよい。すなわち、本発明では、シリコン配線埋込ガラス基板の外周側面が露出された包囲部７５の表面により形成されている。【００８９】
包囲部７５の表面により外周側面が形成されたシリコン配線埋込ガラス基板は、例えば、以下のようにして作製される。
まず、単結晶シリコンから成るシリコンウエハを準備して、図１２に示すように、そのシリコンウエハの第１主面に、不純物が添加された単結晶シリコンからなる複数の凸状の配線部６２ａと、そのうちの４つの配線部６２ａを囲む凸状の包囲部７５が一体化された一体包囲部７５０を形成する。そして、上述した基板化工程を経て、複数のシリコン配線埋込ガラス基板が一体化されたシリコン配線埋込ガラス基板集合体を作製する。そしてそのシリコン配線埋込ガラス基板集合体を切断線８０に沿って一体包囲部７５０の部分で切断することにより、個々のシリコン配線埋込ガラス基板に分離する。
尚、包囲部７５に内包される配線部６２ａの数は、４つに限定されるものではないことは言うまでもなく、１又は２以上の任意の数の配線部６２ａを包囲部７５内に設けることができる。
このようにすると、シリコン配線埋込ガラス基板集合体を個々のシリコン配線埋込ガラス基板に分離する際に、強度の高い一体包囲部７５０の部分で切断することになり、切断時のストレスが配線部６２ａにかかるのを防止でき、効果的に配線部６２ａを保護できる。【００９０】
（第２の実施の形態）
図８（ａ）〜図８（ｅ）を参照して、第２の実施の形態に係わるシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法を説明する。なお、第２の実施の形態に係わる製造方法により製造されるシリコン配線埋込ガラス基板の構成は、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示した構成と同じであり、説明を省略する。【００９１】
（イ）先ず、図８（ｂ）に示すように、単結晶シリコンから成るシリコン基板５１の第１の主面ＳＦ１に、不純物が添加された単結晶シリコンからなる凸状の配線部５２及び配線部５２を囲む凸状の包囲部５５を形成する（第１の工程）。第１の工程において、包囲部５５の基部５５ｂの断面積が、包囲部５５の他の部分５５ａの断面積よりも大きくなるように包囲部５５を形成する。例えば、基部５５ｂを、シリコン基板５１の第２の主面ＳＦ２に向かって拡がるテーパー形状に形成する。【００９２】
（ロ）図８（ｃ）に示すように、ガラス基板５４の第３の主面ＳＦ３をシリコン基板５１の第１の主面ＳＦ１に重ね合わせる（第２の工程）。その後、図８（ｄ）に示すように、ガラス基板５４に熱を加えて軟化させて、ガラス基板５４の一部をシリコン基板５１の配線部５２及び包囲部５５の周囲に埋め込む（第３の工程）。【００９３】
（ハ）その後、ガラス基板５４を冷却する（第４の工程）。そして、ガラス基板５４のうち、配線部５２及び包囲部５５ａの周囲に埋め込まれた部分を残し、その他の部分を除去する。【００９４】
（ニ）図８（ｅ）に示すように、シリコン基板５１のうち、ガラス基板５４の一部がその周囲に埋め込まれた配線部５２及び包囲部５５ａを残し、その他の部分を除去する（第５の工程）。第５段階において、包囲部５５の基部５５ｂを同時に除去する。以上の工程を経て、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示したシリコン配線埋込ガラス基板を製造することができる。なお、第１の工程〜第５の工程の詳細な手順及び手段は、第１の実施の形態と同じであり、説明を省略する。【００９５】
以上説明したように、本発明の第２の実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。【００９６】
図８（ａ）〜図８（ｅ）に示したように、第１の工程において、少なくとも包囲部５５の基部５５ｂの断面積が、包囲部５５の他の部分５５ａの断面積よりも大きくなるように包囲部５５を形成する。これにより、凸状の包囲部５５の根元部分の強度が増すので、第３の工程及び第４の工程における包囲部５５の折れなどの破損を抑制することができる。よって、包囲部５５に囲まれた配線部５２の破損を更に抑制することができる。第５段階において、包囲部５５の基部５５ｂを同時に除去するので、包囲部５５ａの最終形状の精度が良くなる。すなわち、包囲部５５の基部５５ｂを除くその他の部分５５ａの断面形状が均一になる。【００９７】
なお、包囲部５５の基部５５ｂと配線部５２の基部５２ｂとを別の実施の形態で示したが、勿論、同時に両方の基部５５ｂ、５２ｂを形成すれば、更に配線部及び包囲部の破損を抑制することができる。【００９８】
（第３の実施の形態）
図２及び図３では、総ての配線２８が、第１の固定基板２の第１の主面の１辺に沿って配置され、電極パッド１８にそれぞれ接続されている場合を示したが、配線２８のうち、固定電極２５に接続される配線２８は、電極パッド１８を介さずに、直接、固定電極２５に接続しても構わない。【００９９】
図９（ａ）及び図９（ｂ）を参照して、本発明の第３の実施の形態に係わる半導体装置の概略構成を、図１（ａ）及び図１（ｂ）の半導体装置との対比において説明する。加速度センサチップＡは、金属電極からなる複数のパッドを備える。総てのパッドは、プラスチックパッケージ本体１０２の開放された一面に対向する加速度センサチップＡの主面に配置されているが、この主面の１辺に沿っては配置されていない。【０１００】
図１０を参照して、図９の加速度センサチップＡの概略構成を、図２の加速度センサチップＡとの対比において説明する。【０１０１】
センサ本体１の一表面側において、隣り合う窓孔１７の間のフレーム部１１には、例えば、Ａｌ−Ｓｉ膜などの金属薄膜からなる円形状の電極パッド１８が形成されている。しかし、各固定子１６に、電極パッド１８は形成されていない。フレーム部１１に形成された電極パッド１８は、可動電極１５Ａ及び可動電極１５Ｂに電気的に接続されている。【０１０２】
第１の固定基板２は、第１の固定基板２の第１の主面とこれに対向する第２の主面（センサ本体１に重なり合う面）との間を貫通している複数の配線３８と、第１の主面の法線に垂直な方向において配線３８を囲む筒状体３９と、第２の主面上に形成された複数の固定電極２５とを備える。【０１０３】
固定電極２５Ａａ及び固定電極２５Ａｂは、対を成して可動電極１５Ａに対向して配置されている。同様に、固定電極２５Ｂａ及び固定電極２５Ｂｂは、対を成して可動電極１５Ｂに対向して配置されている。【０１０４】
各配線３８は、第１の固定基板２の第２の主面において、固定電極２５Ａａ、２５Ａｂ、２５Ｂａ、２５Ｂｂ、及びセンサ本体１上の電極パッド１８に、それぞれ電気的に接続されている。図示は省略するが、第１の固定基板２の第１の主面のうち配線３８の他端が位置する領域には金属電極が形成されている。図１のボンディングワイヤＷは、この金属電極（パッド）に接続されている。これにより、各固定電極２５の電位及び可動電極１５の電位をそれぞれ加速度センサチップＡの外部へ取り出すことができる。なお、筒状体３９は、配線３８と同じ材質、例えば、不純物が高濃度に添加されたシリコンで形成してもよい。この場合、筒状体３９の両端部を、配線３８と同様にして、固定電極２５Ａａ、２５Ａｂ、２５Ｂａ、２５Ｂｂ、センサ本体１上の電極パッド１８及び金属電極（パッド）に接続してもよい。これにより、接触面積が増えるので、電気的接続の信頼性が高まり、接続抵抗が低減される。【０１０５】
図１１を参照して、図９の加速度センサチップＡの断面構成を、図３の加速度センサチップＡとの対比において説明する。図１１は、一対の支持ばね部１４を通る直線に垂直であって、固定電極２５に接続された配線３８及び筒状体３９の切断面における加速度センサチップＡの構成を示す。【０１０６】
第１の固定基板２の配線３８の一端は、固定電極２５に電気的に接続されている。具体的には、配線３８は、図３に示した電極パッド１８、固定子１６、連絡用導体部１６ｄ、金属配線２６を介さず、直接、固定電極２５に接続されている。配線３８の他端は、第１の固定基板２の第１の主面に表出している。そして、図１のボンディングワイヤＷは、配線３８の他端に接続された金属電極（パッド）にボンディングされる。一方、筒状体３９は、配線３８から一定の間隔をおいて配線３８の周りを取り囲んでいる。筒状体３９の一端は、固定電極２５に電気的に接続され、その他端は、第１の固定基板２の第１の主面に表出している。筒状体３９と配線３８との隙間には、ガラス基板２０が配置されている。【０１０７】
以上の相違点を除き、図９（ａ）及び図９（ｂ）の半導体装置の構成、図１０及び図１１の加速度センサチップＡの構成は、図１（ａ）及び図１（ｂ）の半導体装置、図２及び図３の加速度センサチップＡと同じである。【０１０８】
以上説明したように、第３の実施の形態によれば、配線３８が、図３に示した電極パッド１８、固定子１６、連絡用導体部１６ｄ、金属配線２６を介さず、直接、固定電極２５に接続されている。このため、電極パッド１８、固定子１６、連絡用導体部１６ｄ、及び金属配線２６の間での接触不良の発生や接触抵抗の増大を抑制して、電気的な接続の信頼性を高めることができる。また、電極パッド１８、固定子１６、連絡用導体部１６ｄ、金属配線２６等の部品が不要となり、製造コストや製造工程の削減、デバイスの軽量化などに貢献する。【０１０９】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は、３つの実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。【０１１０】
１又は２以上の配線部５２ａを１つの包囲部５５で取り囲む例を示したが、本発明はこれに限定されない。１又は２以上の配線部５２ａを、２以上の包囲部５５で取り囲んでも構わない。すなわち、２重、３重、・・・の包囲部５５が、１又は２以上の配線部５２ａの周囲を囲んでいても良い。これにより、包囲部５５は、配線部５２ａが受ける力を更に遮ることができるので、配線部５２ａの棄損を更に抑制することができる。
また、図４（ａ）や図６に示したように、配線部５２ａ及び包囲部５５の形状が四角形である場合を示したが、三角形、五角形、・・・など、その他の多角形であっても構わない。【０１１１】
また、図５（ｂ）等に示したように、シリコン基板５１の主面に凸状の配線部５２及び包囲部５５を形成する第１の工程では、単結晶シリコンから成るシリコン基板５１の一部を加工して、単結晶シリコンから成る配線部５２及び包囲部５５を形成した。しかし、本発明はこれに限定されることはない。例えば、単結晶シリコンから成るシリコン基板５１の主面に、多結晶シリコンから成るシリコン膜を堆積し、シリコン膜の一部を除去して多結晶シリコンから成る凸状の配線部５２及び包囲部５５を形成してもよい。【０１１２】
本発明の実施の形態では、ＭＥＭＳデバイスの一例として静電容量型の加速度センサチップＡについて説明したが、本発明は、静電容量型の加速度センサチップＡ以外のＭＥＭＳデバイス、例えば、ピエゾ抵抗型の加速度センサチップ、ジャイロセンサ、マイクロアクチュエータ、マイクロリレー、赤外線センサ等や、ＩＣチップなどにも適用することができる。即ち、センサ本体１によるセンシング対象は、加速度に限らず、圧力、角度、角速度等であってもよい。【０１１３】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【図１】
2011118789.tif 000003
【図２】
2011118789.tif 000004
【図３】
2011118789.tif 000005
【図４】
2011118789.tif 000006
【図５】
2011118789.tif 000007
【図６】
2011118789.tif 000008
【図７】
2011118789.tif 000009
【図８】
2011118789.tif 000010
【図９】
2011118789.tif 000011
【図１０】
2011118789.tif 000012
【図１１】
2011118789.tif 000013
【図１２】
2011118789.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成24年8月31日(2012.8.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部にシリコン配線が配置されたシリコン配線埋込ガラス基板及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、微細な構造を有するガラス基板を製造する目的で、例えば、特許文献１に記載された技術が知られている。
【０００３】
特許文献１に記載されたガラス材料からなるフラット基板の製造方法では、先ず、平坦なシリコン基板の表面に窪みを形成し、平坦なガラス基板にシリコン基板の窪みが形成された面を重ね合わせる。そして、ガラス基板を加熱することによりガラス基板の一部をこの窪みの中に埋め込む。その後、ガラス基板を再固化させ、フラット基板の表裏面を研磨し、シリコンを除去する。
【特許文献１】特表２００４−５２３１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シリコン基板の表面に形成する窪みの形状として、この窪みで周囲を囲まれた凸部を、シリコン基板の表面に形成する例がある。この例において、シリコン基板の凸部の周囲にガラス基板の一部を埋め込む時、凸部がガラス基板から力を受けて、シリコン基板から折れてしまう場合がある。また、その後にガラス基板を冷却する時、シリコンとガラスの熱膨張係数の違いに起因する力を受けて、凸部がシリコン基板から折れてしまう場合がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、信頼性の高い配線部を有するシリコン配線埋込ガラス基板、及びその製造工程において配線部が受ける力を緩和することができるシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の目的を達成するために、本発明に係るシリコン配線埋込ガラス基板は、対向する第１の主面及び第２の主面を有するシリコン配線埋込ガラス基板であって、
ガラス基体と、該ガラス基体を前記第１の主面から前記第２の主面に貫通するシリコン配線部と、前記第１の主面に平行な横断面において前記シリコン配線部を囲む包囲部と、を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明のある態様では、シリコン配線埋込ガラス基板において、前記横断面における前記シリコン配線部の形状は、当該横断面における前記包囲部の内周の形状の相似形であることを特徴とする。
【０００８】
本発明のある態様では、シリコン配線埋込ガラス基板において、前記横断面における前記シリコン配線部の形状は、３以上の線分で囲まれた多角形であり、前記線分は曲線により接続されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明のある態様では、シリコン配線埋込ガラス基板において、前記横断面における前記包囲部の内周の形状は、３以上の線分で囲まれた多角形であり、前記線分は曲線により接続されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明のある態様では、シリコン配線埋込ガラス基板において、前記横断面における前記包囲部の外周の形状は、３以上の線分で囲まれた多角形であり、前記線分は曲線により接続されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明のある態様では、シリコン配線埋込ガラス基板において、前記包囲部は、複数の前記シリコン配線部を囲んでいることを特徴とする。
【００１２】
本発明のある態様では、シリコン配線埋込ガラス基板において、前記横断面において、前記包囲部の外周がシリコン配線埋込ガラス基板の外周に一致する。
【００１３】
また、本発明に係るシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法は、シリコン基板の一主面に、不純物が添加された凸状のシリコン配線部と該シリコン配線部を囲む凸状の包囲部を形成する凸部形成工程と、
前記シリコン基板の一主面上において、熱を加えて軟化させたガラスで前記シリコン配線部及び前記包囲部を埋め込んでガラス基体部を形成するガラス埋込工程と、
前記シリコン配線部の上面及び前記包囲部の上面を含む平面と前記一主面の間にあるガラス基体部を除く余剰ガラスと前記シリコン基板とを除去すること基板化工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明のある態様では、前記シリコン配線埋込ガラス基板の製造方法において、
前記ガラス埋込工程は、
ガラス基板の主面を前記シリコン基板の一主面に重ね合わせる第１の工程と、
前記ガラス基板に熱を加えて軟化させて、当該ガラス基板の一部により前記シリコン配線部及び前記包囲部を埋め込む第２の工程と、
を含む。
【００１５】
本発明のある態様では、前記シリコン配線埋込ガラス基板の製造方法において、
前記凸部形成工程において、
前記シリコン基板の一主面に繋がっている前記シリコン配線部の基部の断面積が、前記シリコン配線部の他の部分の断面積よりも大きくなるように前記シリコン配線部を形成し、
前記基板化工程において、
前記基部とともに前記シリコン基板を除去する。
【００１６】
本発明のある態様では、前記シリコン配線埋込ガラス基板の製造方法において、
前記凸部形成工程において、
前記シリコン基板の一主面に繋がっている前記包囲部の基部の断面積が、前記包囲部の他の部分の断面積よりも大きくなるように前記包囲部を形成し、
前記基板化工程において、
前記基部とともに前記シリコン基板を除去する。
【００１７】
本発明のある態様では、前記シリコン配線埋込ガラス基板の製造方法において、
前記凸部形成工程において、
シリコン基板の一主面に、複数の前記シリコン配線部を形成し、その１又は２以上のシリコン配線部をそれぞれ包囲する複数の前記包囲部が一体化された一体包囲部を形成し、
前記基板化工程の後に、
前記一体包囲部を切断することにより、それぞれ１又は２以上の前記包囲部と当該包囲部に内包されたシリコン配線部を含んでなる複数のシリコン配線埋込ガラス基板を作製する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のシリコン配線埋込ガラス基板によれば、配線部の信頼性を高めることができる。また、本発明のシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法によれば、その製造工程において配線部が受ける力を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係わる半導体装置のうちパッケージ蓋の構成を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係わる半導体装置のうちパッケージ蓋を除く構成を示す斜視図である。
【図２】図１の加速度センサチップＡの概略構成を示す分解斜視図である。
【図３】図２の加速度センサチップＡの概略構成を示す断面図である。
【図４】図４（ａ）は、図２及び図３に示した第１の固定基板２の形成に用いられるガラス基板２０の一例としてのシリコン配線埋込ガラス基板の構成を示す上面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ切断面における断面図であり、図４（ｃ）は、シリコン配線埋込ガラス基板の投影図である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｅ）は、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示したシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｄ）は、第１の変形例に係わる配線部及び包囲部の形状を示す上面図である。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｈ）は、第２の変形例に係わる配線部及び包囲部の形状を示す上面図である。
【図８】図８（ａ）〜図８（ｅ）は、第２の実施の形態に係わるシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図９】図９（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係わる半導体装置のうちパッケージ蓋の構成を示す斜視図であり、図９（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態に係わる半導体装置のうちパッケージ蓋を除く構成を示す斜視図である。
【図１０】図９の加速度センサチップＡの概略構成を示す分解斜視図である。
【図１１】図９の加速度センサチップＡの概略構成を示す断面図である。
【図１２】図７（ｇ）に示すシリコン配線埋込ガラス基板を作製する変形例のシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法において、複数のシリコン配線部をそれぞれ包囲する複数の包囲部が一体化された一体包囲部を形成したときの上面図である。
【符号の説明】
【００２０】
５１    シリコン基板
５２、５２ａ    配線部
５２ｂ    基部
５４    ガラス基板
５５    包囲部
ＳＦ１    第１の主面
ＳＦ２    第２の主面
Ｍ    内周
Ｃ    外周
Ｌ１〜Ｌ４    線分
Ｒ１〜Ｒ４    曲線
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付している。
【００２２】
（第１の実施の形態）
図１（ａ）及び図１（ｂ）を参照して、本発明の第１の実施の形態に係わる半導体装置の概略構成を説明する。半導体装置は、ＭＥＭＳデバイスの一例としての加速度センサチップＡと、加速度センサチップＡから出力された信号を処理する信号処理回路が形成された制御ＩＣチップＢと、加速度センサチップＡ及び制御ＩＣチップＢが収納された表面実装型のパッケージ１０１とを備える。
【００２３】
パッケージ１０１は、図１（ｂ）における上面に位置する一面が開放された箱形の形状を有するプラスチックパッケージ本体１０２と、パッケージ１０１の開放された一面を閉塞するパッケージ蓋（リッド）１０３とを備える。プラスチックパッケージ本体１０２は、加速度センサチップＡ及び制御ＩＣチップＢに電気的に接続される複数のリード１１２を備える。各リード１１２は、プラスチックパッケージ本体１０２の外側面から導出されたアウタリード１１２ｂと、プラスチックパッケージ本体１０２の内側面から導出されたインナリード１１２ａとを備える。各インナリード１１２ａは、ボンディングワイヤＷを通じて、制御ＩＣチップＢが備える各パッドに電気的に接続されている。
【００２４】
加速度センサチップＡは、加速度センサチップＡの外周形状に基づいて規定した仮想三角形の３つの頂点に対応する３箇所に配置された接着部１０４により、プラスチックパッケージ本体１０２の底部に位置する搭載面１０２ａに固着されている。接着部１０４は、プラスチックパッケージ本体１０２に連続して一体に突設されている円錐台状の突起部と、この突起部を被覆する接着剤とからなる。接着剤は、例えば、弾性率が１ＭＰａ以下のシリコーン樹脂などのシリコーン系樹脂からなる。
【００２５】
ここで、加速度センサチップＡは、金属電極からなる複数のパッドを備える。総てのパッドは、プラスチックパッケージ本体１０２の開放された一面に対向する加速度センサチップＡの主面において、この主面の１辺に沿って配置されている。この１辺の両端の２箇所と、当該１辺に平行な辺の１箇所（例えば、中央部）との３箇所とに頂点を有する仮想三角形の各頂点に接着部１０４が位置している。これにより、各パッドにボンディングワイヤＷを安定してボンディングすることができる。なお、接着部１０４の位置に関し、上記１辺に平行な辺の１箇所については、中央部に限らず、例えば、両端の一方でもよいが、中央部の方が半導体素子Ａをより安定して支持することができるとともに、各パッドにボンディングワイヤＷを安定してボンディングすることができる。
【００２６】
制御ＩＣチップＢは、単結晶シリコン等から成る半導体基板上に形成された複数の半導体素子、これらを接続する配線、及び半導体素子や配線を外部環境から保護するパッシベーション膜からなる半導体チップである。そして、制御ＩＣチップＢの裏面全体がシリコーン系樹脂によりプラスチックパッケージ本体１０２の底面に固着されている。制御ＩＣチップＢ上に形成される信号処理回路は、加速度センサチップＡの機能に応じて適宜設計すればよく、加速度センサチップＡと協働するものであればよい。例えば、制御ＩＣチップＢをＡＳＩＣ（Application  Specific  ＩＣ）として形成することができる。
【００２７】
図１の半導体装置を製造するには、先ず、加速度センサチップＡ及び制御ＩＣチップＢをプラスチックパッケージ本体１０２に固着するダイボンディング工程を行う。そして、加速度センサチップＡと制御ＩＣチップＢとの間、制御ＩＣチップＢとインナリード１１２ａとの間を、それぞれボンディングワイヤＷを介して電気的に接続するワイヤボンディング工程を行う。その後、樹脂被覆部１１６を形成する樹脂被覆部形成工程を行い、続いて、パッケージ蓋（リッド）１０３の外周を、プラスチックパッケージ本体１０２に接合するシーリング工程を行う。これにより、プラスチックパッケージ本体１０２の内部は気密状態で封止される。なお、パッケージ蓋１０３の適宜部位には、レーザマーキング技術により、製品名称や製造日時などを示す表記１１３が形成されている。
【００２８】
なお、制御ＩＣチップＢが１枚のシリコン基板を用いて形成されているのに対して、加速度センサチップＡは、積層された複数の基板を用いて形成されている。よって、加速度センサチップＡの厚みが制御ＩＣチップＢの厚みに比べて厚くなっているので、プラスチックパッケージ本体１０２の底部において加速度センサチップＡを搭載する搭載面１０２ａを制御ＩＣチップＢの搭載部位よりも凹ませてある。したがって、プラスチックパッケージ本体１０２の底面について、加速度センサチップＡを搭載する部位の厚みは他の部位に比べて薄くなっている。
【００２９】
更に、本発明の第１の実施の形態では、プラスチックパッケージ本体１０２の外形を直方体としてあるが、これは一例であり、加速度センサチップＡや制御ＩＣチップＢの外形、リード１１２の本数やピッチなどに応じて適宜設定すればよい。
【００３０】
プラスチックパッケージ本体１０２の材料としては、熱可塑性樹脂の一種であって、酸素および水蒸気の透過率が極めて低い液晶性ポリエステル（ＬＣＰ）を採用する。しかし、ＬＣＰに限らず、例えば、ポリフェニレンサルファイト（ＰＰＳ）、ポリビスアミドトリアゾール（ＰＢＴ）などを採用してもよい。
【００３１】
また、各リード１１２の材料、つまり、各リード１１２の基礎となるリードフレームの材料としては、銅合金の中でもばね性の高いりん青銅を採用する。ここでは、リードフレームとして、材質がりん青銅で板厚が０．２ｍｍのリードフレームを用い、厚みが２μｍ〜４μｍのＮｉ膜と、厚みが０．２μｍ〜０．３μｍのＡｕ膜との積層膜からなるめっき膜を電解めっき法により形成してある。これにより、ワイヤボンディングの接合信頼性と半田付け信頼性とを両立させることができる。また、熱可塑性樹脂成形品のプラスチックパッケージ本体１０２は、リード１１２が同時一体に成形されている。しかし、熱可塑性樹脂であるＬＣＰにより形成されるプラスチックパッケージ本体１０２とリード１１２のＡｕ膜とは密着性が低い。したがって、上述のリードフレームのうちプラスチックパッケージ本体１０２に埋設される部位にパンチ穴を設けることで各リード１１２が抜け落ちるのを防止する。
【００３２】
また、図１の半導体装置は、インナリード１１２ａの露出部位およびその周囲を覆う樹脂被覆部１１６が設けられている。樹脂被覆部１１６は、例えば、アミン系エポキシ樹脂などのエポキシ系樹脂などの非透湿性の樹脂からなる。ワイヤボンディング工程の後に、ディスペンサを用いてこの非透湿性の樹脂を塗布し、これを硬化させることで、気密性を向上させている。なお、この非透湿性の樹脂に代えてセラミックスを用いてもよく、セラミックスを用いる場合には、プラズマ溶射などの技術を用いて局所的に吹き付ければよい。
【００３３】
また、ボンディングワイヤＷとしては、Ａｌワイヤに比べて耐腐食性の高いＡｕワイヤを用いる。また、直径が２５μｍのＡｕワイヤを採用するが、これに限らず、例えば、直径が２０μｍ〜５０μｍのＡｕワイヤから適宜選択すればよい。
【００３４】
図２を参照して、図１の加速度センサチップＡの概略構成を説明する。加速度センサチップＡは、静電容量型の加速度センサチップであって、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）
基板１０を用いて形成されたセンサ本体１と、ガラス基板２０を用いて形成された第１の固定基板２と、ガラス基板３０を用いて形成された第２の固定基板３とを備えている。第１の固定基板２は、センサ本体１の一表面側（図２における上面側）に固着され、第２の固定基板３は、センサ本体１の他表面側（図２における下面側）に固着される。第１及び第２の固定基板２、３はセンサ本体１と同じ外形寸法に形成されている。
【００３５】
なお、図２は、センサ本体１、第１の固定基板２及び第２の固定基板３のそれぞれの構成を示すべく、センサ本体１、第１の固定基板２及び第２の固定基板３が分離した状態を示している。また、センサ本体１は、ＳＯＩ基板１０に限らず、例えば、絶縁層を備えない通常のシリコン基板を用いて形成してもよい。また、第１及び第２の固定基板２、３は、それぞれ、シリコン基板及びガラス基板のどちらで形成してもかまわない。
【００３６】
センサ本体１は、２つの平面視矩形状の開口窓１２が上記一表面に沿って並設するフレーム部１１と、フレーム部１１の各開口窓１２の内側に配置された２つの平面視矩形状の重り部１３と、フレーム部１１と重り部１３との間を連結する各一対の支持ばね部１４とを備える。
【００３７】
２つの平面視矩形状の重り部１３は、第１及び第２の固定基板２、３からそれぞれ離間して配置されている。第１の固定基板２に対向する各重り部１３の主面上に可動電極１５Ａ、１５Ｂがそれぞれ配置されている。重り部１３の周囲を囲むフレーム部１１の外周全体が第１及び第２の固定基板２、３に接合されている。これにより、フレーム部１１と第１及び第２の固定基板２、３は、重り部１３及び後述する固定子１６を収納するチップサイズパッケージを構成している。
【００３８】
一対の支持ばね部１４は、フレーム部１１の各開口窓１２の内側で重り部１３の重心を通る直線に沿って重り部１３を挟む形で配置されている。各支持ばね部１４は、ねじれ変形が可能なトーションばね（トーションバー）であって、フレーム部１１及び重り部１３に比べて薄肉に形成されており、重り部１３は、フレーム部１１に対して一対の支持ばね部１４の回りで変位可能となっている。
【００３９】
センサ本体１のフレーム部１１には、各開口窓１２それぞれに連通する平面視矩形状の窓孔１７が２つの開口窓１２と同じ方向に並設されている。各窓孔１７の内側には、それぞれ２つの固定子１６が一対の支持ばね部１４の並設方向に沿って配置されている。
【００４０】
各固定子１６と窓孔１７の内周面との間、各固定子１６と重り部１３の外周面との間、及び隣り合う固定子１６同士の間には、それぞれ隙間が形成され、互いに分離独立して電気的に絶縁されている。各固定子１６は、第１及び第２の固定基板２、３にそれぞれ接合されている。また、センサ本体１の一表面側において、各固定子１６には、例えば、Ａｌ−Ｓｉ膜などの金属薄膜からなる円形状の電極パッド１８が形成されている。また同様に、フレーム部１１において隣り合う窓孔１７の間の部位にも、例えば、Ａｌ−Ｓｉ膜などの金属薄膜からなる円形状の電極パッド１８が形成されている。
【００４１】
各固定子１６に形成された各電極パッド１８は、後述の各固定電極２５に電気的にそれぞれ接続され、フレーム部１１に形成された電極パッド１８は、可動電極１５Ａ及び可動電極１５Ｂに電気的に接続されている。以上説明した複数の電極パッド１８は、加速度センサチップＡの矩形状の外周形状の１辺に沿って配置されている。
【００４２】
第１の固定基板２は、第１の固定基板２の第１の主面とこれに対向する第２の主面（センサ本体１に重なり合う面）との間を貫通している複数の配線２８と、第１の主面の法線に垂直な方向において配線２８を囲む筒状体２９と、第２の主面上に形成された複数の固定電極２５とを備える。
【００４３】
固定電極２５Ａａ及び固定電極２５Ａｂは、対を成して可動電極１５Ａに対向して配置されている。同様に、固定電極２５Ｂａ及び固定電極２５Ｂｂは、対を成して可動電極１５Ｂに対向して配置されている。各固定電極２５は、例えば、Ａｌ−Ｓｉ膜などの金属薄膜からなる。
【００４４】
各配線２８は、第１の固定基板２の第２の主面において、センサ本体１の電極パッド１８にそれぞれ電気的に接続されている。図示は省略するが、第１の固定基板２の第１の主面のうち配線２８の他端が位置する領域には金属電極が形成されている。図１のボンディングワイヤＷは、この金属電極（パッド）に接続されている。これにより、電極パッド１８を介して、各固定電極２５の電位及び可動電極１５の電位をそれぞれ加速度センサチップＡの外部へ取り出すことができる。なお、筒状体２９は、配線２８と同じ材質、例えば、不純物が高濃度に添加されたシリコンで形成してもよい。この場合、筒状体２９の両端部を、配線２８と同様にして、センサ本体１の電極パッド１８及び金属電極（パッド）に接続してもよい。これにより、接触面積が増えるので、電気的接続の信頼性が高まり、接続抵抗が低減される。
【００４５】
第２の固定基板３の一表面（センサ本体１に重なり合う面）であって、重り部１３と対応する位置に、例えば、Ａｌ−Ｓｉ膜などの金属薄膜からなる付着防止膜３５が配置されている。付着防止膜３５は、変位する重り部１３の付着を防止する。
【００４６】
図３を参照して、図２の加速度センサチップＡの断面構成を説明する。図３は、一対の支持ばね部１４を通る直線に垂直な切断面における加速度センサチップＡの構成を示す。センサ本体１はＳＯＩ基板１０を用いて形成されている。ＳＯＩ基板１０は、単結晶シリコンからなる支持基板１０ａと、支持基板１０ａの上に配置されたシリコン酸化膜からなる絶縁層１０ｂと、絶縁層１０ｂの上に配置されたｎ形のシリコン層（活性層）１０ｃとを有する。
【００４７】
センサ本体１のうち、フレーム１１及び固定子１６は、第１の固定基板２及び第２の固定基板３に接合されている。これに対して、重り部１３は、第１及び第２の固定基板２、３からそれぞれ離間して配置され、一対の支持ばね部１４によりフレーム１１に支持されている。
【００４８】
重り部１３の過度の変位を規制する複数の微小な突起部１３ｃが、重り部１３における第１及び第２の固定基板２、３のそれぞれとの対向面から突設されている。重り部１３には、矩形状に開口された凹部１３ａ、１３ｂが形成されている。凹部１３ａ、１３ｂは互いに大きさが異なるため、一対の支持ばね部１４を通る直線を境にして、重り部１３の左右の質量が異なっている。
【００４９】
第１の固定基板２の配線２８の一端は、電極パッド１８に電気的に接続されている。電極パッド１８は、固定子１６、連絡用導体部１６ｄ、金属配線２６を通じて、固定電極２５に接続されている。配線２８の他端は、第１の固定基板２の第１の主面に表出している。そして、図１のボンディングワイヤＷは、配線２８の他端に接続された金属電極（パッド）にボンディングされている。一方、筒状体２９は、配線２８から一定の間隔をおいて配線２８の周りを取り囲んでいる。筒状体２９の一端は、電極パッド１８に電気的に接続され、その他端は、第１の固定基板２の第１の主面に表出している。筒状体２９と配線２８との隙間には、ガラス基板２０が配置されている。
【００５０】
上述の加速度センサチップＡは、センサ本体１に設けられた可動電極１５と第１の固定基板２に設けられた固定電極２５との対を４対有し、可動電極１５と固定電極２５との対ごとに可変容量コンデンサが構成されている。加速度センサチップＡ、すなわち重り部１３に加速度が加わると、支持ばね部１４がねじれて、重り部１３が変位する。これにより、対をなす固定電極２５と可動電極１５との対向面積及び間隔が変化し、可変容量コンデンサの静電容量が変化する。よって、加速度センサチップＡは、この静電容量の変化から加速度を検出することができる。
【００５１】
このように、ＭＥＭＳデバイスの一例としての加速度センサチップＡは、入力された電気信号に基づいて、センシング対象（加速度）に応じた電気信号を出力するセンサ本体１と、センサ本体１を支持する第１の固定基板２及び第２の固定基板３とを備える。第１の固定基板２に埋め込まれた配線２８は、センサ本体１に入力される電気信号及びセンサ本体１から出力される電気信号を伝達する。
【００５２】
次に、図４（ａ）〜図４（ｃ）を参照して、図２及び図３に示した第１の固定基板２の形成に用いられるガラス基板２０の一例としてのシリコン配線埋込ガラス基板の構成を説明する。図４（ｃ）は、シリコン配線埋込ガラス基板を斜め方向から見たときの投影図である。シリコン配線埋込ガラス基板は、対向する第１の主面ＳＦ１及び第２の主面ＳＦ２を有するガラス基板５４と、ガラス基板５４の内部に配置されたシリコン部材（５２ａ、５５）とを備える。シリコン部材（５２ａ、５５）は、ガラス基板５４の第１の主面ＳＦ１と第２の主面ＳＦ２の間を貫通する配線部５２ａと、第１の主面ＳＦ１の法線に垂直な方向において、言い換えれば、第１の主面ＳＦ１に平行な断面で見たときにその断面内において、配線部５２ａを囲む包囲部５５とを備える。尚、本明細書において、第１の主面ＳＦ１に平行な断面を横断面という。
【００５３】
図４（ａ）は、第１の主面ＳＦ１に平行な断面における配線部５２ａ及び包囲部５５の平面形状を示す。第１の主面ＳＦ１に平行な断面における配線部５２ａの形状は、３以上の線分で囲まれた多角形の一例として、４つの線分Ｌ１〜Ｌ４で囲まれた四角形であり、４つの線分Ｌ１〜Ｌ４は曲線Ｒ１〜Ｒ４により接続されている。すなわち、配線部５２ａの形状は、４つの角が曲線状に面取りされた四角形である。
【００５４】
包囲部５５は、配線部５２ａの外周から一定の間隔だけ離間して配置されたリング状の形状を有する。第１の主面ＳＦ１に平行な断面における包囲部５５の内周Ｍの形状は、３以上の線分で囲まれた多角形の一例として、４つの線分で囲まれた四角形であり、４つの線分は曲線により接続されている。すなわち、包囲部５５の内周Ｍの形状は、４つの角が曲線で繋がれた四角形である。
【００５５】
同様にして、第１の主面ＳＦ１に平行な断面における包囲部５５の外周Ｃの形状は、３以上の線分で囲まれた多角形の一例として、４つの線分で囲まれた四角形であり、４つの線分は曲線により接続されている。すなわち、包囲部５５の外周Ｃの形状は、４つの角が曲線状に面取りされた四角形である。
【００５６】
また、配線部５２ａ、包囲部５５の内周Ｍ、及び包囲部５５の外周Ｃは、同心上に配置された四角形の形状を有する。このように、第１の主面ＳＦ１に平行な断面における配線部５２ａの形状は、同じ断面における包囲部５５の内周Ｍの形状の相似形である。更に、包囲部５５の外周Ｃの形状も配線部５２ａの形状と相似形である。
【００５７】
図４（ａ）に示す配線部５２ａ及び包囲部５５の形状は、第１の主面ＳＦ１に平行な任意の断面において同じである。
【００５８】
図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ切断面におけるシリコン配線埋込ガラス基板の断面構成を示す。配線部５２ａは、ガラス基板５４の第１の主面ＳＦ１の法線に沿って延伸され、配線部５２ａの両端部は、第１の主面ＳＦ１及び第２の主面ＳＦ２に表出している。包囲部５５は、配線部５２ａから一定の間隔をおいて配置され、包囲部５５の両端部も、第１の主面ＳＦ１及び第２の主面ＳＦ２に表出している。
【００５９】
ガラス基板５４は、例えば、ナトリウムなどのアルカリ金属を含むガラス材料で構成すればよい。また、シリコン部材（５２ａ、５５）は、ｎ型又はｐ型の不純物が高濃度に添加された単結晶シリコンで構成すればよい。
【００６０】
このように、シリコン配線埋込ガラス基板は、ガラス基板５４にシリコン部材（５２ａ、５５）が埋め込まれたものである。配線部５２ａの両端部は、ガラス基板５４の第１の主面ＳＦ１及び第２の主面ＳＦ２に表出している。そして、包囲部５５は、配線部５２ａの周りを取り囲んでいる。よって、図４の配線部５２ａ及び包囲部５５を図２及び図３に示した配線２８及び筒状体２９にそれぞれ当てはめ、図４のガラス基板５４を図２及び図３に示したガラス基板２０に当てはめる。これにより、図２及び図３に示した第１の固定基板２の形成に用いられるガラス基板２０に、図４に示したシリコン配線埋込ガラス基板を適用することができる。この場合、図４の配線部５２ａは、図２及び図３に示したセンサ本体１に入力される電気信号及びセンサ本体１から出力される電気信号を伝達する。
【００６１】
図５（ａ）〜図５（ｅ）を参照して、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示したシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法を説明する。
【００６２】
（イ）先ず、図５（ｂ）に示すように、単結晶シリコンから成るシリコン基板５１の第１の主面ＳＦ１に、不純物が添加された単結晶シリコンからなる凸状の配線部５２及び配線部５２を囲む凸状の包囲部５５を形成する（第１の工程）。なお、予め、シリコン基板５１の全体には、ｐ型或いはｎ型の不純物が添加され、シリコン基板５１の電気抵抗は十分に小さい。ここでは、シリコン基板５１の全体に不純物を添加する場合を説明するが、シリコン基板５１全体に添加されていなくても構わない。少なくとも、配線部５２及び配線部５２として残す部分の深さまで不純物が添加されていればよい。第１の工程において、配線部５２の基部５２ｂの断面積が、配線部５２の他の部分５２ａの断面積よりも大きくなるように配線部５２を形成する。例えば、基部５２ｂを、シリコン基板５１の第２の主面ＳＦ２に向かって拡がるテーパー形状に形成する。
【００６３】
（ロ）詳細には、図５（ａ）に示すように、先ず、対向する第１の主面（図５における上面）ＳＦ１及び第２の主面（図５における下面）ＳＦ２を有するシリコン基板５１を用意する。シリコン基板５１の第１の主面ＳＦ１全体に、ｐ型或いはｎ型の不純物イオンをイオン注入する。その後、シリコン基板５１を加熱することにより、注入された不純物イオンを活性化させる。これにより、シリコン基板５１全体の電気抵抗を十分に小さくすることができる。なお、ここでは、シリコン基板５１の全体に不純物を添加する場合を説明するが、シリコン基板５１全体に添加されていなくても構わない。少なくとも、シリコン部材（５２ａ、５５）として残す部分の深さまで不純物が添加されていればよい。そして、シリコン基板５１の第１の主面ＳＦ１の配線部５２及び包囲部５５を形成する領域に、金属膜を選択的に形成する。具体的には、フォトリソグラフィ方法、及びメッキ処理、スパッタリング、或いは化学的気相成長法（ＣＶＤ）等の成膜方法により、シリコン基板５１の第１の主面ＳＦ１上に、金属膜を形成する。
【００６４】
（ハ）図５（ｂ）に示すように、金属膜よりもシリコン基板５１のエッチング速度が速い異方性のエッチング方法を用いて、シリコン基板５１の第１の主面ＳＦ１を選択的に除去する。具体的には、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）水溶液をエッチャントとするウェットエッチングや反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などのドライエッチングによりシリコン基板５１の第１の主面ＳＦ１の所定領域を除去する。この時、金属膜はエッチングマスクとして機能する。よって、金属膜が形成されていない、シリコン基板５１の第１の主面ＳＦ１の所定領域を選択的に除去することができる。以上の段階を経て、シリコン基板５１の第１の主面ＳＦ１に配線部５２及び包囲部５５を形成する。
【００６５】
（ニ）図５（ｃ）に示すように、対向する第３の主面（図５における下面）ＳＦ３及び第４の主面（図５における上面）ＳＦ４を有するガラス基板５４の第３の主面ＳＦ３をシリコン基板５１の第１の主面ＳＦ１に重ね合わせる（第２の工程）。なお、重ね合わせたシリコン基板５１とガラス基板５４を、陽極接合、表面活性化結合、樹脂接着などの方法により接合してもよい。
【００６６】
（ホ）その後、図５（ｄ）に示すように、ガラス基板５４に熱を加えて軟化させて、ガラス基板５４の一部をシリコン基板５１の配線部５２及び包囲部５５の周囲に埋め込む（第３の工程）。具体的には、平坦な板状の加熱・加圧治具でガラス基板５４とシリコン基板５１を挟み、ガラス基板５４をその屈伏点よりも高く且つシリコンの融点よりも低い温度まで加熱して軟化させる。そして、加熱・加圧治具を用いて、ガラス基板５４とシリコン基板５１をプレスする。プレス処理及びガラスの自重によって、軟化したガラス基板５４の一部は、シリコン基板５１の配線部５２及び包囲部５５の周囲に埋め込まれる。この時、配線部５２と包囲部５５の間にも、ガラス基板５４の一部が埋め込まれる。なお、ガラス基板５４の一部を埋め込む為に、プレス処理を省略しても構わない。例えば、ガラス基板５４を十分に高い温度（例えば８５０℃）まで加熱してガラス基板５４の流動性を高め、ガラスの自重のみによってガラス基板５４の一部を埋め込んでもよい。なお、ガラス基板５４とシリコン基板５１の配置を入れ替えた場合、ガラスの自重の代りに、シリコン基板５１の自重となる。
【００６７】
（へ）その後、ガラス基板５４を冷却する（第４の工程）。そして、ガラス基板５４のうち、配線部５２ａ及び包囲部５５の周囲に埋め込まれた部分を残し、その他の部分を除去する。例えば、ガラス基板５４の第４の主面ＳＦ４に配線部５２ａ及び包囲部５５の頂上面が露出するまで、ガラス基板５４の第４の主面ＳＦ４を均一に除去する。
【００６８】
具体的には、先ず、ガラス基板５４の第４の主面ＳＦ４に対して、ダイヤモンド砥石を用いた研削を実施する。この研削（グラインダー）は、ガラス基板５４の第４の主面ＳＦ４に配線部５２ａ及び包囲部５５が露出するまで実施する。その後、ガラス基板５４の第４の主面ＳＦ４に対して、例えば、化学機械研磨（ＣＭＰ）を実施する。これにより、配線部５２ａ及び包囲部５５の頂上面が露出したガラス基板５４の第４の主面ＳＦ４を、鏡面に仕上げることができる。
【００６９】
（ト）シリコン基板５１のうち、ガラス基板５４の一部がその周囲に埋め込まれた配線部５２ａ及び包囲部５５を残し、その他の部分を除去する（第５の工程）。第５段階において、配線部５２の基部５２ｂを同時に除去する。例えば、シリコン基板５１の第２の主面ＳＦ２にガラス基板５４が露出するまで、シリコン基板５１の第２の主面ＳＦ２を均一に除去する。
尚、本明細書において、ガラスがその周囲に埋め込まれた配線部５２ａ及び包囲部５５を残してガラス基板とシリコン基板とを除去する工程を基板化工程という。
【００７０】
具体的には、先ず、シリコン基板５１の第２の主面ＳＦ２に対して、ダイヤモンド砥石を用いた研削を実施する。この研削は、シリコン基板５１の第２の主面ＳＦ２に配線部５２の基部５２ｂを除くその他の部分５２ａ及び包囲部５５が露出するまで実施する。その後、シリコン基板５１の第２の主面ＳＦ２に対して、化学機械研磨（ＣＭＰ）を実施する。これにより、配線部５２の基部５２ｂを除くその他の部分５２ａ及び包囲部５５が露出したシリコン基板５１の第２の主面ＳＦ２を、鏡面に仕上げることができる。以上の工程を経て、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示したシリコン配線埋込ガラス基板を製造することができる。
【００７１】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。
【００７２】
軟化したガラスを配線部５２ａの周囲を押し込む際に配線部５２ａがガラスから受ける力や、その後にガラスを冷却する際にガラスとシリコンとの熱膨張係数の違いに起因して配線部５２ａがガラスから受ける力により、配線部５２ａを支持するシリコン基板５１から配線部５２ａが折れるなどの棄損が発生するおそれがあった。しかし、本発明の第１の実施の形態では、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示したように、同じシリコン部材として、配線部５２ａを囲む包囲部５５を同時にガラス基板５４の内部に配置する。これにより、その製造工程において配線部５２ａが受ける力を包囲部５５が遮り、配線部５２ａの棄損を抑制することができる。よって、信頼性の高い配線部５２ａを有するシリコン配線埋込ガラス基板を提供することができる。
【００７３】
また、図４（ａ）に示したように、第１の主面ＳＦ１に平行な断面における配線部５２ａの形状は、同じ断面における包囲部５５の内周の形状の相似形である。これにより、包囲部５５の形成が容易になる。
【００７４】
また、第１の主面ＳＦ１に平行な断面における配線部５２ａの形状は、４つの線分Ｌ１〜Ｌ４で囲まれた四角形であり、４つの線分Ｌ１〜Ｌ４は曲線Ｒ１〜Ｒ４により接続されている。これにより、配線部５２ａの強度が増加する。
【００７５】
また、第１の主面ＳＦ１に平行な断面における包囲部５５の内周の形状は、４つの線分で囲まれた四角形であり、４つの線分は曲線により接続されている。これにより、包囲部５５の強度が増加する。
【００７６】
また、第１の主面ＳＦ１に平行な断面における包囲部５５の外周の形状は、４つの線分で囲まれた四角形であり、４つの線分は曲線により接続されている。これにより、包囲部５５の強度が増加する。
【００７７】
また、図５（ａ）〜図５（ｅ）に示したように、第１の工程において、少なくとも配線部５２の基部５２ｂの断面積が、配線部５２の他の部分５２ａの断面積よりも大きくなるように配線部５２を形成する。これにより、凸状の配線部５２の根元部分の強度が増すので、第３の工程及び第４の工程における配線部５２の折れなどの破損を更に抑制することができる。第５段階において、配線部５２の基部５２ｂを同時に除去するので、配線部５２ａの最終形状の精度が良くなる。すなわち、配線部５２の基部５２ｂを除くその他の部分５２ａの断面形状が均一になる。
【００７８】
（第１の変形例）
図４（ａ）に示した配線部５２ａ及び包囲部５５の形状は一例であって、配線部５２ａ及び包囲部５５は、その他にも様々な形状を取ることができる。
【００７９】
例えば、図６（ａ）に示すように、配線部６２ａの形状は、４つの線分で囲まれた四角形であって、４つの線分は直接接続されていても構わない。すなわち、配線部６２ａの形状は、４つの角が曲線状に面取りされていない四角形であってもよい。配線部６２ａの重心位置は、包囲部５５の重心位置と一致している。なお、図６（ａ）の包囲部５５は、図４（ａ）のそれと同じであり、説明を省略する。
【００８０】
また、図６（ｂ）に示すように、配線部７２ａの形状は、円形或いは楕円形であってもよい。配線部７２ａの中心位置は、包囲部５５の重心位置と一致している。なお、図６（ｂ）の包囲部５５も、図４（ａ）のそれと同じである。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第１の主面ＳＦ１に平行な断面における配線部５２ａの形状が、同じ断面における包囲部５５の内周の形状の相似形でない例に相当する。
【００８１】
また、図６（ｃ）に示すように、配線部７２ａの形状が円形或いは楕円形であり、且つ包囲部６５の形状も、配線部７２ａと同心上に配置された円形或いは楕円形であってもよい。
【００８２】
また、図６（ｄ）に示すように、配線部６２ａの形状が面取りの無い四角形であり、且つ包囲部７５の形状も面取りの無い四角形であってもよい。配線部６２ａの重心位置は、包囲部７５の重心位置と一致している。図６（ｃ）及び図６（ｄ）は、第１の主面ＳＦ１に平行な断面における配線部７２ａ、６２ａの形状が、同じ断面における包囲部６５、７５の内周の形状の相似形である例に相当する。
【００８３】
（第２の変形例）
図４（ａ）及び図６（ａ）〜図６（ｄ）に示した配線部５２ａ、６２ａ、７２ａの数はそれぞれ１つであったが、複数であっても構わない。すなわち、包囲部５５、７５は、複数の配線部５２ａ、６２ａ、７２ａを囲んでいてもよい。複数の配線部５２ａ、６２ａ、７２ａの一部に例えば折れが発生しても残りの配線部５２ａ、６２ａ、７２ａにより導通を確保することができるので、オープン不良の確率が下がる。
【００８４】
図７（ａ）は、包囲部５５の内側に、縦横２×２で配列された４つの配線部５２ａが配置されている例を示す。図７（ｂ）は、包囲部５５の内側に、縦横２×５で配列された１０個の配線部５２ａが配置されている例を示す。
【００８５】
図７（ｃ）は、包囲部５５の内側に、縦横２×２で配列された４つの配線部６２ａが配
置されている例を示す。図７（ｄ）は、包囲部５５の内側に、縦横２×５で配列された１
０個の配線部６２ａが配置されている例を示す。
【００８６】
図７（ｅ）は、包囲部５５の内側に、縦横２×２で配列された４つの配線部７２ａが配置されている例を示す。図７（ｆ）は、包囲部５５の内側に、縦横２×５で配列された１０個の配線部７２ａが配置されている例を示す。
【００８７】
図７（ｇ）は、包囲部７５の内側に、縦横２×２で配列された４つの配線部６２ａが配置されている例を示す。図７（ｈ）は、包囲部７５の内側に、縦横２×５で配列された１０個の配線部６２ａが配置されている例を示す。
【００８８】
（第３の変形例）
以上の例では、主として、包囲部７５の外周がシリコン配線埋込ガラス基板の外周より内側に形成されている例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、包囲部７５の外周がシリコン配線埋込ガラス基板の外周に一致するように包囲部７５が形成されていてもよい。すなわち、本発明では、シリコン配線埋込ガラス基板の外周側面が露出された包囲部７５の表面により形成されている。
【００８９】
包囲部７５の表面により外周側面が形成されたシリコン配線埋込ガラス基板は、例えば、以下のようにして作製される。
まず、単結晶シリコンから成るシリコンウエハを準備して、図１２に示すように、そのシリコンウエハの第１主面に、不純物が添加された単結晶シリコンからなる複数の凸状の配線部６２ａと、そのうちの４つの配線部６２ａを囲む凸状の包囲部７５が一体化された一体包囲部７５０を形成する。そして、上述した基板化工程を経て、複数のシリコン配線埋込ガラス基板が一体化されたシリコン配線埋込ガラス基板集合体を作製する。そしてそのシリコン配線埋込ガラス基板集合体を切断線８０に沿って一体包囲部７５０の部分で切断することにより、個々のシリコン配線埋込ガラス基板に分離する。
尚、包囲部７５に内包される配線部６２ａの数は、４つに限定されるものではないことは言うまでもなく、１又は２以上の任意の数の配線部６２ａを包囲部７５内に設けることができる。
このようにすると、シリコン配線埋込ガラス基板集合体を個々のシリコン配線埋込ガラス基板に分離する際に、強度の高い一体包囲部７５０の部分で切断することになり、切断時のストレスが配線部６２ａにかかるのを防止でき、効果的に配線部６２ａを保護できる。
【００９０】
（第２の実施の形態）
図８（ａ）〜図８（ｅ）を参照して、第２の実施の形態に係わるシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法を説明する。なお、第２の実施の形態に係わる製造方法により製造されるシリコン配線埋込ガラス基板の構成は、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示した構成と同じであり、説明を省略する。
【００９１】
（イ）先ず、図８（ｂ）に示すように、単結晶シリコンから成るシリコン基板５１の第１の主面ＳＦ１に、不純物が添加された単結晶シリコンからなる凸状の配線部５２及び配線部５２を囲む凸状の包囲部５５を形成する（第１の工程）。第１の工程において、包囲部５５の基部５５ｂの断面積が、包囲部５５の他の部分５５ａの断面積よりも大きくなるように包囲部５５を形成する。例えば、基部５５ｂを、シリコン基板５１の第２の主面ＳＦ２に向かって拡がるテーパー形状に形成する。
【００９２】
（ロ）図８（ｃ）に示すように、ガラス基板５４の第３の主面ＳＦ３をシリコン基板５１の第１の主面ＳＦ１に重ね合わせる（第２の工程）。その後、図８（ｄ）に示すように、ガラス基板５４に熱を加えて軟化させて、ガラス基板５４の一部をシリコン基板５１の配線部５２及び包囲部５５の周囲に埋め込む（第３の工程）。
【００９３】
（ハ）その後、ガラス基板５４を冷却する（第４の工程）。そして、ガラス基板５４のうち、配線部５２及び包囲部５５ａの周囲に埋め込まれた部分を残し、その他の部分を除去する。
【００９４】
（ニ）図８（ｅ）に示すように、シリコン基板５１のうち、ガラス基板５４の一部がその周囲に埋め込まれた配線部５２及び包囲部５５ａを残し、その他の部分を除去する（第５の工程）。第５段階において、包囲部５５の基部５５ｂを同時に除去する。以上の工程を経て、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示したシリコン配線埋込ガラス基板を製造することができる。なお、第１の工程〜第５の工程の詳細な手順及び手段は、第１の実施の形態と同じであり、説明を省略する。
【００９５】
以上説明したように、本発明の第２の実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。
【００９６】
図８（ａ）〜図８（ｅ）に示したように、第１の工程において、少なくとも包囲部５５の基部５５ｂの断面積が、包囲部５５の他の部分５５ａの断面積よりも大きくなるように包囲部５５を形成する。これにより、凸状の包囲部５５の根元部分の強度が増すので、第３の工程及び第４の工程における包囲部５５の折れなどの破損を抑制することができる。よって、包囲部５５に囲まれた配線部５２の破損を更に抑制することができる。第５段階において、包囲部５５の基部５５ｂを同時に除去するので、包囲部５５ａの最終形状の精度が良くなる。すなわち、包囲部５５の基部５５ｂを除くその他の部分５５ａの断面形状が均一になる。
【００９７】
なお、包囲部５５の基部５５ｂと配線部５２の基部５２ｂとを別の実施の形態で示したが、勿論、同時に両方の基部５５ｂ、５２ｂを形成すれば、更に配線部及び包囲部の破損を抑制することができる。
【００９８】
（第３の実施の形態）
図２及び図３では、総ての配線２８が、第１の固定基板２の第１の主面の１辺に沿って配置され、電極パッド１８にそれぞれ接続されている場合を示したが、配線２８のうち、固定電極２５に接続される配線２８は、電極パッド１８を介さずに、直接、固定電極２５に接続しても構わない。
【００９９】
図９（ａ）及び図９（ｂ）を参照して、本発明の第３の実施の形態に係わる半導体装置の概略構成を、図１（ａ）及び図１（ｂ）の半導体装置との対比において説明する。加速度センサチップＡは、金属電極からなる複数のパッドを備える。総てのパッドは、プラスチックパッケージ本体１０２の開放された一面に対向する加速度センサチップＡの主面に配置されているが、この主面の１辺に沿っては配置されていない。
【０１００】
図１０を参照して、図９の加速度センサチップＡの概略構成を、図２の加速度センサチップＡとの対比において説明する。
【０１０１】
センサ本体１の一表面側において、隣り合う窓孔１７の間のフレーム部１１には、例えば、Ａｌ−Ｓｉ膜などの金属薄膜からなる円形状の電極パッド１８が形成されている。しかし、各固定子１６に、電極パッド１８は形成されていない。フレーム部１１に形成された電極パッド１８は、可動電極１５Ａ及び可動電極１５Ｂに電気的に接続されている。
【０１０２】
第１の固定基板２は、第１の固定基板２の第１の主面とこれに対向する第２の主面（センサ本体１に重なり合う面）との間を貫通している複数の配線３８と、第１の主面の法線に垂直な方向において配線３８を囲む筒状体３９と、第２の主面上に形成された複数の固定電極２５とを備える。
【０１０３】
固定電極２５Ａａ及び固定電極２５Ａｂは、対を成して可動電極１５Ａに対向して配置されている。同様に、固定電極２５Ｂａ及び固定電極２５Ｂｂは、対を成して可動電極１５Ｂに対向して配置されている。
【０１０４】
各配線３８は、第１の固定基板２の第２の主面において、固定電極２５Ａａ、２５Ａｂ、２５Ｂａ、２５Ｂｂ、及びセンサ本体１上の電極パッド１８に、それぞれ電気的に接続されている。図示は省略するが、第１の固定基板２の第１の主面のうち配線３８の他端が位置する領域には金属電極が形成されている。図９のボンディングワイヤＷは、この金属電極（パッド）に接続されている。これにより、各固定電極２５の電位及び可動電極１５の電位をそれぞれ加速度センサチップＡの外部へ取り出すことができる。なお、筒状体３９は、配線３８と同じ材質、例えば、不純物が高濃度に添加されたシリコンで形成してもよい。この場合、筒状体３９の両端部を、配線３８と同様にして、固定電極２５Ａａ、２５Ａｂ、２５Ｂａ、２５Ｂｂ、センサ本体１上の電極パッド１８及び金属電極（パッド）に接続してもよい。これにより、接触面積が増えるので、電気的接続の信頼性が高まり、接続抵抗が低減される。
【０１０５】
図１１を参照して、図９の加速度センサチップＡの断面構成を、図３の加速度センサチップＡとの対比において説明する。図１１は、一対の支持ばね部１４を通る直線に垂直であって、固定電極２５に接続された配線３８及び筒状体３９の切断面における加速度センサチップＡの構成を示す。
【０１０６】
第１の固定基板２の配線３８の一端は、固定電極２５に電気的に接続されている。具体的には、配線３８は、図３に示した電極パッド１８、固定子１６、連絡用導体部１６ｄ、金属配線２６を介さず、直接、固定電極２５に接続されている。配線３８の他端は、第１の固定基板２の第１の主面に表出している。そして、図９のボンディングワイヤＷは、配線３８の他端に接続された金属電極（パッド）にボンディングされる。一方、筒状体３９は、配線３８から一定の間隔をおいて配線３８の周りを取り囲んでいる。筒状体３９の一端は、固定電極２５に電気的に接続され、その他端は、第１の固定基板２の第１の主面に表出している。筒状体３９と配線３８との隙間には、ガラス基板２０が配置されている。
【０１０７】
以上の相違点を除き、図９（ａ）及び図９（ｂ）の半導体装置の構成、図１０及び図１１の加速度センサチップＡの構成は、図１（ａ）及び図１（ｂ）の半導体装置、図２及び図３の加速度センサチップＡと同じである。
【０１０８】
以上説明したように、第３の実施の形態によれば、配線３８が、図３に示した電極パッド１８、固定子１６、連絡用導体部１６ｄ、金属配線２６を介さず、直接、固定電極２５に接続されている。このため、電極パッド１８、固定子１６、連絡用導体部１６ｄ、及び金属配線２６の間での接触不良の発生や接触抵抗の増大を抑制して、電気的な接続の信頼性を高めることができる。また、電極パッド１８、固定子１６、連絡用導体部１６ｄ、金属配線２６等の部品が不要となり、製造コストや製造工程の削減、デバイスの軽量化などに貢献する。
【０１０９】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は、３つの実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【０１１０】
１又は２以上の配線部５２ａを１つの包囲部５５で取り囲む例を示したが、本発明はこれに限定されない。１又は２以上の配線部５２ａを、２以上の包囲部５５で取り囲んでも構わない。すなわち、２重、３重、・・・の包囲部５５が、１又は２以上の配線部５２ａの周囲を囲んでいても良い。これにより、包囲部５５は、配線部５２ａが受ける力を更に遮ることができるので、配線部５２ａの棄損を更に抑制することができる。
また、図４（ａ）や図６に示したように、配線部５２ａ及び包囲部５５の形状が四角形である場合を示したが、三角形、五角形、・・・など、その他の多角形であっても構わない。
【０１１１】
また、図５（ｂ）等に示したように、シリコン基板５１の主面に凸状の配線部５２及び包囲部５５を形成する第１の工程では、単結晶シリコンから成るシリコン基板５１の一部を加工して、単結晶シリコンから成る配線部５２及び包囲部５５を形成した。しかし、本発明はこれに限定されることはない。例えば、単結晶シリコンから成るシリコン基板５１の主面に、多結晶シリコンから成るシリコン膜を堆積し、シリコン膜の一部を除去して多結晶シリコンから成る凸状の配線部５２及び包囲部５５を形成してもよい。
【０１１２】
本発明の実施の形態では、ＭＥＭＳデバイスの一例として静電容量型の加速度センサチップＡについて説明したが、本発明は、静電容量型の加速度センサチップＡ以外のＭＥＭＳデバイス、例えば、ピエゾ抵抗型の加速度センサチップ、ジャイロセンサ、マイクロアクチュエータ、マイクロリレー、赤外線センサ等や、ＩＣチップなどにも適用することができる。即ち、センサ本体１によるセンシング対象は、加速度に限らず、圧力、角度、角速度等であってもよい。
【０１１３】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する第１の主面及び第２の主面を有するシリコン配線埋込ガラス基板であって、
ガラス基体と、該ガラス基体を前記第１の主面から前記第２の主面に貫通するシリコン配線部と、前記第１の主面に平行な横断面において前記シリコン配線部を囲む包囲部と、を有することを特徴とするシリコン配線埋込ガラス基板。
【請求項２】
前記横断面における前記シリコン配線部の形状は、当該横断面における前記包囲部の内周の形状の相似形であることを特徴とする請求項１に記載のシリコン配線埋込ガラス基板。
【請求項３】
前記横断面における前記シリコン配線部の形状は、３以上の線分で囲まれた多角形であり、前記線分は曲線により接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のシリコン配線埋込ガラス基板。
【請求項４】
前記横断面における前記包囲部の内周の形状は、３以上の線分で囲まれた多角形であり、前記線分は曲線により接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のシリコン配線埋込ガラス基板。
【請求項５】
前記横断面における前記包囲部の外周の形状は、３以上の線分で囲まれた多角形であり、前記線分は曲線により接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のシリコン配線埋込ガラス基板。
【請求項６】
前記包囲部は、複数の前記シリコン配線部を囲んでいることを特徴とする請求項１及び３〜５のいずれか一項に記載のシリコン配線埋込ガラス基板。
【請求項７】
前記横断面において、前記包囲部の外周がシリコン配線埋込ガラス基板の外周に一致する請求項１〜６のいずれか一項に記載のシリコン配線埋込ガラス基板。
【請求項８】
シリコン基板の一主面に、不純物が添加された凸状のシリコン配線部と該シリコン配線部を囲む凸状の包囲部を形成する凸部形成工程と、
前記シリコン基板の一主面上において、熱を加えて軟化させたガラスで前記シリコン配線部及び前記包囲部を埋め込んでガラス基体部を形成するガラス埋込工程と、
前記シリコン配線部の上面及び前記包囲部の上面を含む平面と前記一主面の間にあるガラス基体部を除く余剰ガラスと前記シリコン基板とを除去する基板化工程と、
を含むシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法。
【請求項９】
前記ガラス埋込工程は、
ガラス基板の主面を前記シリコン基板の一主面に重ね合わせる第１の工程と、
前記ガラス基板に熱を加えて軟化させて、当該ガラス基板の一部により前記シリコン配線部及び前記包囲部を埋め込む第２の工程と、
を含む請求項８記載のシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法。
【請求項１０】
前記凸部形成工程において、
前記シリコン基板の一主面に繋がっている前記シリコン配線部の基部の断面積が、前記シリコン配線部の他の部分の断面積よりも大きくなるように前記シリコン配線部を形成し、
前記基板化工程において、
前記基部とともに前記シリコン基板を除去する請求項８又は９に記載のシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法。
【請求項１１】
前記凸部形成工程において、
前記シリコン基板の一主面に繋がっている前記包囲部の基部の断面積が、前記包囲部の他の部分の断面積よりも大きくなるように前記包囲部を形成し、
前記基板化工程において、
前記基部とともに前記シリコン基板を除去する請求項８〜１０のうちのいずれか１つに記載のシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法。
【請求項１２】
前記凸部形成工程において、
シリコン基板の一主面に、複数の前記シリコン配線部を形成し、その１又は２以上のシリコン配線部をそれぞれ包囲する複数の前記包囲部が一体化された一体包囲部を形成し、
前記基板化工程の後に、
前記一体包囲部を切断することにより、それぞれ１又は２以上の前記包囲部と当該包囲部に内包されたシリコン配線部を含んでなる複数のシリコン配線埋込ガラス基板を作製する請求項８〜１１のうちのいずれか１つに記載のシリコン配線埋込ガラス基板の製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2011118789.tif 000015
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2011118789.tif 000016
【国際調査報告】
2011118789.tif 000017
2011118789.tif 000018